WO2014173751A1 - Verfahren zur herstellung einer bipolarplatte sowie einer schichtstruktur, bipolarplatte und schichtstruktur - Google Patents

Verfahren zur herstellung einer bipolarplatte sowie einer schichtstruktur, bipolarplatte und schichtstruktur Download PDF

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bipolar plate
gas diffusion
diffusion layer
layer
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Stefan Haase
Johannes Schmid
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Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft
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Definitions

  • the present invention relates to a method for producing a bipolar plate, a method for producing a layer structure comprising a bipolar plate and a gas diffusion layer, as well as a bipolar plate and a layer structure, wherein the bipolar plate has a structure-changed surface.
  • Bipolar plates find application in electrochemical cells, such as a fuel cell system, with a plurality of stacked single fuel cells, and have the task of separating the individual cells from each other to provide electrical contact of the electrodes of the electrochemical cells to forward current to adjacent cells, cells with To supply media or Obsedukten and derive the resulting waste heat.
  • a bipolar plate is in contact with a gas diffusion layer which serves in an electrochemical cell as a distributor structure of the reaction educts, that is to say in particular of the reaction gases, and is usually formed from tissues of carbon materials.
  • the bipolar plates are formed of metals so that the electrical contact with the gas diffusion layer is not ideal. This results in a contact resistance (transition resistance), which is significantly greater than 10 mRhrrcm 2 .
  • the contact resistance can be reduced to 5 mOhm cm 2 .
  • the application of a corresponding coating is a complicated, and thus also costly process.
  • the required materials are also characterized by high material costs.
  • a further object of the invention is to provide a method for producing a layer structure comprising a bipolar plate and a gas diffusion layer, which generates a very low contact resistance between the two layers.
  • This object is achieved in a method for producing a bipolar plate according to the invention by a step of a structural change of an intended for direct contact with a fibrous or foam-like gas diffusion layer surface of the bipolar plate.
  • the formation of the structure-changed surface of the bipolar plate is such that raised portions are formed in the surface of the bipolar plate, which are formed to penetrate at least partially into the gas diffusion layer and to increase a contact area between the bipolar plate and the gas diffusion layer.
  • the material and structure of the gas diffusion layer is not limited in detail and includes fibrous or foam-like materials and including so-called metal foams.
  • the height of the raised portions is a 1-10-tray, preferably a 2-4-tray, a diameter of the fibers of the gas diffusion layer or the foam bubbles of the gas diffusion layer, wherein the fiber diameter or the foam bubble diameter of the gas diffusion layer is to be understood in each case an average value ,
  • the height of the raised areas is also an average. This will be the Effectively increased contact area between the bipolar plate and the gas diffusion layer and thus significantly reduces a contact resistance between these two layers.
  • the step of changing the structure of the surface or the surface modification of the bipolar plate is not limited in detail, however, the kind of structural change is selected in light of the material, shape and nature of the respective gas diffusion layer to be bonded to the bipolar plate.
  • the processing of the surface of the bipolar plate by the specific structure to be formed on this surface which allows maximum contact of the gas diffusion layer also by the structured surface is formed so that it can penetrate with their raised portions at least partially in the gas diffusion layer, certainly.
  • the surface is structured by the method according to the invention so that the structure-changed surface is at least partially, i. in at least one surface region of the gas diffusion layer, can penetrate.
  • the configuration of the height of the raised areas which has a 1-10-fold, preferably a 2-4-fold, a diameter of the fibers of the gas diffusion layer or the foam bubbles of the gas diffusion layer.
  • the height of the raised areas is determined in a direction orthogonal to the surface of the bipolar plate and is measured from the surface of the bipolar plate to the farthest end point of the raised area.
  • the contact area between the considered layers is significantly increased.
  • the shape, distances, angles and depth of the surface structure of the bipolar plate to be formed are adapted to the surface condition of the gas diffusion layer. This allows the formation of an optimum contact surface between these two layers in a simple and cost-effective manner.
  • the dependent claims contain advantageous developments and refinements of the invention.
  • An advantageous development provides that the gas diffusion layer consists of several fiber-containing layers and that the structural change is performed so that a minimum penetration depth of the structure-changed surface of the bipolar plate corresponds to a layer thickness of a first fiber-containing layer of the gas diffusion layer. In this way, a good connection between the bipolar plate and the gas diffusion layer is achieved, and in particular greatly increases the contact area between these layers.
  • the method according to the invention is characterized by a step of locally compressing the gas diffusion layer through the structure-changed surface of the bipolar plate at the contact surface between the bipolar plate and the gas diffusion layer. Due to the local compression of the gas diffusion layer, the bipolar plate comes in particularly intimate contact with the gas diffusion layer, which further increases the contact area between these layers.
  • the structural change of the surface of the bipolar plate comprises at least one of the following steps:
  • the step of the structural change comprises at least one further step selected from:
  • the structural change of the surface of the bipolar plate can be adapted even better to the gas diffusion layer to be contacted with it.
  • a combination of the above-mentioned steps is also particularly advantageous, for example removal of material or application of an intermediate layer for structuring the surface of the bipolar plate and subsequent coating or growth of material.
  • the conductivity of the junction between the bipolar plate and the gas diffusion layer provided for contact can be further improved, thus the contact resistance between these two layers can be effectively reduced.
  • the step of changing the structure of the surface of the bipolar plate comprises a grinding and / or milling and / or scratching and / or etching and / or oxidizing and / or PVD and / or CVD and / or growth of dendritic structures.
  • the methods mentioned here are standard methods for processing surfaces and in particular of metal surfaces, which do not require a high technical complexity and are therefore easy and inexpensive to implement and allow a specific embodiment of the surface structure of the bipolar plate.
  • parallel lines but also more complicated shapes, such as serpentine lines, points or intersecting lines can be incorporated into the surface of the bipolar plate, the exact configuration of which is selected in light of the surface finish of the gas diffusion layer to be contacted.
  • the contact area between the bipolar plate and the gas diffusion surface is further increased.
  • the intermediate layer consists of individual structures.
  • Individual structures in the sense of the invention are three-dimensional structures which are provided independently of the bipolar plate, that is, for example, can also be stored separately and applied to the surface of the bipolar plate for contact with the gas diffusion layer prior to contacting the bipolar plate with the gas diffusion layer.
  • Material, size and shape of these structures are not limited in detail, as long as in sum, an increase in the contact area between the bipolar plate and the gas diffusion layer and, consequently, a reduction in the contact resistance between these two layers after stacking and / or joining them is obtained.
  • Exemplary structures include crow's feet, pyramids, stars, rods, spheres, and porous forms. Suitable structures are selected with regard to the surface condition of the gas diffusion layer.
  • the intermediate layer has a foam structure.
  • the surface roughness of the intermediate layer can be controlled via the porosity of the foam structure, so that it can be optimally matched to the nature of the surface of the gas diffusion layer to be contacted.
  • Suitable foam structures include metal foams, which produce a particularly good electrical conductivity and thus a very low contact resistance.
  • the intermediate layer is connected to the bipolar plate by bonding, soldering, brazing, pressing or pressing parts of the intermediate layer in areas of the bipolar plate.
  • the method steps can also be used together or with other method steps which contributes to increase the contact area between the bipolar plate and a gas diffusion layer to be brought into contact therewith.
  • a permanent connection of the intermediate layer with the bipolar plate can be ensured.
  • An at least partial indentation of the intermediate layer into parts of the bipolar plate, which can also be combined with the other mentioned methods, is particularly advantageous, since thus an optimal contact with the bipolar plate can be provided.
  • a method for making a layered structure characterized by the step of contacting a bipolar plate and a fibrous or foamy gas diffusion layer, wherein the bipolar plate is made by the method described above.
  • a layer structure is characterized by a large contact area between the bipolar plate and the gas diffusion layer, so that the contact resistance between these layers is minimal.
  • a method for producing a layer structure can be realized in a cost-saving manner without great technical effort by means of standard processes which can be easily integrated and combined.
  • the further developments, advantages and effects described for the method according to the invention for producing a bipolar plate are also applied to the method according to the invention for producing a layer structure.
  • the modified, ie structurally changed, surface of the bipolar plate at least partially penetrates into the gas diffusion layer and / or the material of the gas diffusion layer is compacted in the contact region.
  • the at least partial penetration of the modified surface of the bipolar plate into the gas diffusion layer achieves a large-area connection to the gas diffusion layer with a greatly enlarged contact surface.
  • Such a compression can advantageously also be generated by an at least partial penetration of the structure-changed surface of the bipolar plate into the gas diffusion layer.
  • the fibrous or foam-like materials of the gas diffusion layer used according to the invention have proven particularly useful.
  • the fibers or the foam-like material, for example a metal foam, are locally pushed together by the penetration of the modified bipolar plate and thus are in very good direct contact with the material of the bipolar plate. These procedures lead to a further reduced contact resistance between the considered layers.
  • the method according to the invention comprises the step of deforming the structure-changed surface of the bipolar plate when brought into contact with the gas diffusion layer.
  • the structures created by surface modification of the bipolar plate during contacting, and preferably when pressing the bipolar plate against the gas diffusion layer are deformed to better conform to the surface, and preferably also partially into the surface regions of the gas diffusion layer adjust, whereby the contact area between the bipolar plate and the gas diffusion layer is further increased.
  • the contact area between the bipolar plate and the gas diffusion layer is further increased.
  • conical, ridge, ridge, or pyramidal structures notches, cracks, or splayed, upset, or displaced areas may be created that bend or deform as a result of being in contact with the gas diffusion layer, and thus better penetrate into the gas diffusion layer and thus increase the contact area further.
  • the structures are selected such that they are capable after deformation of at least partially receiving the fibers, as this can provide a particularly large contact area to the gas diffusion layer.
  • a bipolar plate is described, which is prepared for example according to the method set out above.
  • the bipolar plate has a surface for direct contact with a fibrous or foamy gas diffusion layer having raised portions configured to at least partially penetrate the gas diffusion layer and increase a contact area between the bipolar plate and the gas diffusion layer.
  • An average height of the raised portions is a 1-10-tray, preferably a 2-4-tray, an average diameter of the fibers or an average diameter of the foam bubbles of the gas diffusion layer.
  • the average height of the raised areas is determined in a direction orthogonal to the surface of the bipolar plate and is measured from the surface of the bipolar plate to the farthest end point of the raised area. In this way, the contact resistance between the bipolar plate according to the invention and a gas diffusion layer to be contacted can be minimized.
  • Such a bipolar plate is also easy and inexpensive to produce by standard processes.
  • bipolar plate according to the invention can be produced by means of the method set out above for producing a bipolar plate.
  • a width of a foot of the raised areas communicating with the bipolar plate is smaller than twice the height of the raised areas.
  • reference is made to average values of the width and the height.
  • a distance between arranged in a row raised areas at their respective highest point is greater than twice Height of the raised areas. This allows a good gas transport and facilitates the production of the bipolar plate.
  • a distance between raised areas in adjacent rows (e) at their respective highest point to a distance (f) between raised areas arranged in a row at their respective highest point fulfills the following relation: f> 2. This allows a good gas transport and facilitates the production of the bipolar plate.
  • the bipolar plate has tunnel-like elevations for the transport of reaction media, wherein the raised areas are at least partially provided at an edge region of the tunnel-like elevations that they increase an area of the tunnel-like elevations to be brought into contact with the gas diffusion layer, the Contact surface to the gas diffusion layer further increased and a contact resistance between these layers are further reduced.
  • the bipolar plate according to the invention is particularly suitable for use in a fuel cell or a fuel cell stack.
  • a layer structure is described which comprises a bipolar plate as described above and a fibrous or foam-like gas diffusion layer.
  • the raised areas of the bipolar plate have at least partially penetrated into the gas diffusion layer, so that a contact area between the bipolar plate and the gas diffusion layer is increased.
  • a contact resistance in the layer structure is reduced.
  • the contact resistance can be further reduced if the material of the gas diffusion layer is compressed in a contact region of the bipolar plate and the gas diffusion layer.
  • Gas diffusion layer is significantly increased.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of bipolar plate surfaces with different structural changes on the surface intended for direct contact with a gas diffusion layer
  • Figure 2 is a schematic representation of a bipolar plate with a
  • Figure 3 is a schematic representation of a layer structure in
  • FIG. 4 shows a schematic representation of a layer structure in a sectional view, which contains a bipolar plate produced according to a second embodiment of the method according to the invention
  • Figure 5 is a schematic representation of the layer structure of Figure 4 in
  • FIG. 6 is a schematic representation of a layer structure in FIG.
  • FIG. 7 shows a schematic illustration of a bipolar plate with a tunnel-like elevation
  • FIG. 8 shows a schematic illustration of bipolar plate surfaces with different structural changes in the form of raised areas on the surface intended for direct contact with a gas diffusion layer
  • FIG. 9 shows a schematic representation of bipolar plate surfaces with different structural changes in the form of rows of raised areas on the surface intended for direct contact with a gas diffusion layer.
  • FIG. 1 shows bipolar plate surfaces 1 with different structural changes on the surface intended for contact with a fibrous or foam-like gas diffusion layer.
  • the structural changes or surface modifications are in the form of raised areas 9 and comprise simple parallel lines, Serpentine lines, zigzag lines and intersecting lines, the lines 2 can be produced for example by removing processes, such as milling, scratching or etching.
  • the processes mentioned here are optional processes that can be replaced or supplemented by alternative or additional processes.
  • the structural changes of the surfaces are chosen so that they are optimally matched to the nature, ie in particular the material, the shape and size of a fibrous or foam-like gas diffusion layer to be contacted.
  • a height h of the raised regions is a 1-10-well, preferably a 2-4-well, a diameter of the fibers of the gas diffusion layer or a diameter of the foam bubbles of the gas diffusion layer.
  • the height h is an average height.
  • a height h of the raised regions is 5 to 70 ⁇ m and in particular 10 to 30 m.
  • Figure 2 is a schematic representation of a bipolar plate 3 with an intermediate layer 4 of individual structures 4a in sectional view, the raised areas represent 9.
  • the geometry and size of the individual structures 4a of the intermediate layer 4 are selected according to the surface condition of a foam-like or fibrous gas diffusion layer to be contacted and include, inter alia, pyramidal or tetrahedral structures, rods, cuboids, spheres and stars, wherein a height h of the raised regions is a 1 -10 times, preferably 2-4 times, a diameter of the fibers or a diameter of the foam bubbles of a gas diffusion layer to be contacted.
  • the individual structures 4a can be combined as desired in the intermediate layer 4, but may also comprise only a single structure 4a.
  • the forming the raised areas 9 individual structures 4a of the intermediate layer 4 are connected to the surface of the bipolar plate 3, for example by a cohesive connection, such as soldering, cold soldering, gluing and the like, which ensures permanent adhesion and good electrical conductivity to the bipolar plate.
  • FIG. 3 is a schematic representation of a layer structure in a sectional view, which contains a bipolar plate produced according to a first embodiment of the method according to the invention, prior to contacting the individual layers, ie a bipolar plate and a fibrous or foam-like gas diffusion layer.
  • a bipolar plate 3 is shown, which comprises an intermediate layer 4, which has, for example, two individual structures 4a, which represent raised regions 9 which are deformable and are connected to the bipolar plate 3, for example by means of a material connection.
  • a height h of the raised portions is a 1 -10-tray, preferably a 2-4-tray, a diameter of the fibers or a diameter of the foam bubbles of the gas diffusion layer 6 to be contacted.
  • FIG. 4 is a schematic representation of a layer structure in sectional view, which contains a bipolar plate produced according to a second embodiment of the method according to the invention.
  • the layer structure in the bipolar plate 3 has a surface change 7 in the form of a pointed raised region 9.
  • a height h of the raised portion 9 is a 1-10-tray, preferably a 2-4-tray, a diameter of the fibers or a diameter of the foam bubbles of a fibrous gas diffusion layer 6 to be contacted.
  • the fibers 6a present in the area of the penetration point of the surface change 7 and thus in the contact surface 5 of the surface modification 7 and the gas diffusion layer 6 are compressed, whereby this contact surface 5 faces Surface modification-free contact surfaces 5a, are increased.
  • the contact resistance at the contact surfaces 5 is thus significantly lower than at the contact surfaces 5a.
  • Figure 5 is a schematic representation of the layer structure of Figure 4 in sectional view in the compressed state.
  • the legs 4b of the individual structure 4a widen during pressing of the individual layers of the layer structure of bipolar plate 3 and fiber-containing gas diffusion layer 6, to such an extent that they are capable of accommodating individual fibers 6a of the gas diffusion layer 6.
  • the fibers 6 a of the gas diffusion layer 6 compress. This enlarges the contact surfaces 5 of the bipolar plate 3 and the gas diffusion layer 6 and reduces the contact resistance between those considered Layers.
  • FIG. 5 is a schematic representation of the layer structure of Figure 4 in sectional view in the compressed state.
  • FIG. 6 shows a schematic representation of a layer structure in sectional view, which contains a bipolar plate produced according to a third embodiment of the method according to the invention.
  • the layer structure shown here is comparable to the layer structure of Figure 4, or Figure 5, but wherein the gas diffusion layer 6 is formed instead of fibers of foam.
  • a bipolar plate 3 which has a surface change 7 as shown in Figure 5 in the form of a raised portion.
  • the surface change 7 penetrates into the gas diffusion layer 6, whereby material-rich penetrated regions 6b are formed, which are characterized by an enlarged contact surface 5 between the bipolar plate 3 and the gas diffusion layer 6.
  • the contact area between the bipolar plate 3 and the gas diffusion layer 6 is increased by forming the surface change 7, so that the contact resistance between the observed layers is reduced.
  • FIG. 7 shows a bipolar plate with a tunnel-like elevation 8 for transporting reaction media.
  • the right sublime one Region 9 is at least partially provided at an edge region of the tunnel-like elevation 8 such that it enlarges a region of the tunnel-like elevation 8 that is to be brought into contact with a gas diffusion layer. This is indicated by area 9a.
  • FIGS. 8 and 9 serve to illustrate the dimensions of the raised areas 9.
  • FIG. 7 shows a bipolar plate 3 with a bipolar plate surface 1, which has 3 raised areas 9.
  • the raised areas 9 have a foot c connected to the surface of the bipolar plate 1.
  • An average width of the foot c is preferably smaller than twice the height h of the raised areas 9.
  • the height h of the raised areas 9 is determined in a direction orthogonal to the surface of the bipolar plate 1 and is starting from the surface of the bipolar plate 1 to measured to the farthest end point of the raised portion 9, ie the point which protrudes furthest into a gas diffusion layer to be contacted.
  • FIG. 9 shows a bipolar plate 3, on the surface 1 of which two rows R are arranged on raised regions 9.
  • a distance between arranged in a series R raised areas f at their respective highest point is greater than twice the height h of the raised areas 9.
  • a distance between raised areas e in adjacent rows e at their respective highest point to a distance f between the raised areas 9 arranged in a row at their respective highest point advantageously the following relation: e / f> 2.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Bipolarplatte das sich erfindungsgemäß durch den Schritt einer Strukturveränderung einer zum direkten Kontakt mit einer faserhaltigen oder schaumartigen Gasdiffusionsschicht vorgesehenen Oberfläche der Bipolarplatte auszeichnet. Die Strukturveränderung der Oberfläche der Bipolarplatte ist dabei der Gestalt, dass in der Oberfläche der Bipolarplatte erhabene Bereiche geformt werden, die ausgebildet werden, mindestens teilweise in die Gasdiffusionsschicht einzudringen und eine Kontaktfläche zwischen der Bipolarplatte und der Gasdiffusionsschicht zu vergrößern. Eine Höhe der erhabenen Bereiche beträgt dabei ein 1 -10-Faches, vorzugsweise ein 2-4- Faches, eines Durchmessers der Fasern oder eines Durchmessers der Schaumblasen der Gasdiffusionsschicht.

Description

Verfahren zur Herstellung einer Bipolarplatte sowie einer Schichtstruktur, Bipolarplatte und Schichtstruktur Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Bipolarplatte, ein Verfahren zur Herstellung einer Schichtstruktur aus einer Bipolarplatte und einer Gasdiffusionsschicht sowie eine Bipolarplatte und eine Schichtstruktur, wobei die Bipolarplatte eine strukturveränderte Oberfläche aufweist.
Bipolarplatten finden Anwendung in elektrochemischen Zellen, wie beispielsweise einem Brennstoffzellensystem, mit mehreren zu einem Stapel zusammengefassten Einzel-Brennstoffzellen, und haben die Aufgabe die Einzelzellen voneinander zu trennen, einen elektrischen Kontakt der Elektroden der elektrochemischen Zellen bereitzustellen, Strom zu benachbarten Zellen weiterzuleiten, Zellen mit Medien oder Reaktionsedukten zu versorgen und die entstandene Abwärme abzuleiten.
Üblicherweise steht eine Bipolarplatte mit einer Gasdiffusionsschicht in Kontakt, die in einer elektrochemischen Zelle als Verteilerstruktur der Reaktionsedukte, also insbesondere der Reaktionsgase, dient, und meist aus Geweben aus Kohlenstoffmaterialien gebildet ist. Herkömmlicherweise sind die Bipolarplatten aus Metallen gebildet, so dass der elektrische Kontakt mit der Gasdiffusionsschicht nicht ideal ist. Dadurch entsteht ein Kontaktwiderstand (Übergangswiederstand), der deutlich größer ist als 10 mOhrrrcm2. Durch Beschichtung der Bipolarplatten mit Kohlenstoff oder Gold kann der Kontaktwiderstand bis auf 5 mOhm cm2 gesenkt werden. Das Aufbringen einer entsprechenden Beschichtung ist ein aufwendiger, und damit auch kostspieliger Prozess. Die dazu erforderlichen Materialien zeichnen sich zudem durch hohe Materialkosten aus. Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren bereitzustellen, durch das auf einfache und kostensparende Weise eine Bipolarplatte mit einer zum Kontakt mit einer Gasdiffusionsschicht vorgesehenen Oberfläche erhalten wird, durch deren Verwendung ein Kontaktwiderstand zwischen der Bipolarplatte und einer mit dieser zu verbindenden Gasdiffusionsschicht minimiert wird. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Schichtstruktur aus einer Bipolarplatte und einer Gasdiffusionsschicht bereitzustellen, das einen sehr geringen Kontaktwiderstand zwischen den beiden Schichten erzeugt. Ebenfalls ist es Aufgabe der Erfindung eine Bipolarplatte sowie eine Schichtstruktur mit einer Bipolarplatte und einer Gasdiffusionsschicht bereitzustellen, wobei die Bipolarplatte aufgrund einer an der Oberfläche der Bipolarplatte erzeugten Strukturveränderung einen geringen Kontaktwiderstand zu einer mit der Bipolarplatte in Kontakt zu bringenden Gasdiffusionsschicht aufweist.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren zur Herstellung einer Bipolarplatte erfindungsgemäß durch einen Schritt einer Strukturveränderung einer zum direkten Kontakt mit einer faserhaltigen oder schaumartigen Gasdiffusionsschicht vorgesehenen Oberfläche der Bipolarplatte gelöst. Die Ausbildung der strukturveränderten Oberfläche der Bipolarplatte ist der Gestalt, dass in der Oberfläche der Bipolarplatte erhabene Bereiche geformt werden, die ausgebildet sind, mindestens teilweise in die Gasdiffusionsschicht einzudringen und eine Kontaktfläche zwischen der Bipolarplatte und der Gasdiffusionsschicht zu vergrößern. Material und Struktur der Gasdiffusionsschicht ist im Einzelnen nicht beschränkt und umfasst faserhaltige oder schaumartige Materialien und darunter so genannte Metallschäume. Die Höhe der erhabenen Bereiche beträgt dabei ein 1-10- Faches, vorzugsweise ein 2-4-Faches, eines Durchmessers der Fasern der Gasdiffusionsschicht oder der Schaumblasen der Gasdiffusionsschicht, wobei unter dem Faserdurchmesser oder dem Schaumblasendurchmesser der Gasdiffusionsschicht jeweils ein durchschnittlicher Wert zu verstehen ist. Auch die Höhe der erhabenen Bereiche ist ein Durchschnittswert. Hierdurch wird die Kontaktfläche zwischen der Bipolarplatte und der Gasdiffusionsschicht effektiv vergrößert und damit ein Kontaktwiderstand zwischen diesen beiden Schichten deutlich reduziert.
Der Schritt der Strukturveränderung der Oberfläche oder der Oberflächenmodifikation der Bipolarplatte ist im Einzelnen nicht beschränkt, jedoch wird die Art der Strukturveränderung im Lichte des Materials, der Form und Beschaffenheit der jeweiligen mit der Bipolarplatte in Verbindung zu bringenden Gasdiffusionsschicht, ausgewählt. Somit wird die Bearbeitungsweise der Oberfläche der Bipolarplatte durch die spezifische, auszubildende Struktur auf dieser Oberfläche, die eine maximale Kontaktierung der Gasdiffusionsschicht auch dadurch erlaubt, dass die strukturierte Oberfläche so gebildet wird, dass sie mit ihren erhabenen Bereichen zumindest teilweise in die Gasdiffusionsschicht eindringen kann, bestimmt. Mit anderen Worten wird die Oberfläche durch das erfindungsgemäße Verfahren so strukturiert, dass die strukturveränderte Oberfläche zumindest partiell, d.h. in mindestens einen Oberflächenbereich der Gasdiffusionsschicht, eindringen kann. Dies wird insbesondere durch die Ausgestaltung der Höhe der erhabenen Bereiche erzielt, die ein 1-10-Faches, vorzugsweise ein 2-4-Faches, eines Durchmessers der Fasern der Gasdiffusionsschicht oder der Schaumblasen der Gasdiffusionsschicht aufweist. Die Höhe der erhabenen Bereiche wird dabei in einer zur Oberfläche der Bipolarplatte orthogonal stehenden Richtung bestimmt und wird ausgehend von der Oberfläche der Bipolarplatte bis zum weitest entferntesten Endpunkt des erhabenen Bereichs gemessen. Dadurch wird die Kontaktfläche zwischen den betrachteten Schichten deutlich vergrößert. Bei dieser Bearbeitung werden insbesondere die Form, Abstände, Winkel und Tiefe der zu bildenden Oberflächenstruktur der Bipolarplatte an die Oberflächenbeschaffenheit der Gasdiffusionsschicht angepasst. Dies erlaubt die Ausbildung einer optimalen Kontaktfläche zwischen diesen beiden Schichten auf einfache und kostengünstige Weise.
Die Unteransprüche beinhalten vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung. Eine vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, dass die Gasdiffusionsschicht aus mehreren faserhaltigen Schichten besteht und dass die Strukturveränderung so ausgeführt wird, dass eine Mindesteindringtiefe der strukturveränderten Oberfläche der Bipolarplatte einer Schichtdicke einer ersten faserhaltigen Schicht der Gasdiffusionsschicht entspricht. Hierdurch wird eine gute Verbindung zwischen der Bipolarplatte und der Gasdiffusionsschicht erzielt, und insbesondere die Kontaktfläche zwischen diesen Schichten stark erhöht.
Weiter vorteilhaft ist das erfindungsgemäße Verfahren durch einen Schritt der lokalen Verdichtung der Gasdiffusionsschicht durch die strukturveränderte Oberfläche der Bipolarplatte an der Kontaktfläche zwischen der Bipolarplatte und der Gasdiffusionsschicht gekennzeichnet. Durch die lokale Verdichtung der Gasdiffusionsschicht kommt die Bipolarplatte in besonders innigen Kontakt mit der Gasdiffusionsschicht, was die Kontaktfläche zwischen diesen Schichten weiter erhöht. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung einer Bipolarplatte umfasst die Strukturveränderung der Oberfläche der Bipolarplatte mindestens einen der folgenden Schritte:
- Abtragen von Material und
- Aufbringen einer Zwischenschicht. Die hier genannten Schritte sind mittels Standardprozessen umsetzbar und daher kostengünstig. Ferner erlaubt ihre Anwendung eine präzise Strukturveränderung der Oberfläche der Bipolarplatte und damit ein Anpassen derselben an die zum Kontakt vorgesehene Gasdiffusionsschicht.
Weiter vorteilhaft umfasst der Schritt der Strukturveränderung mindestens einen weiteren Schritt, ausgewählt aus:
- Beschichten mit Material,
- Ablagern von Material und - Aufwachsen von Material.
Hierdurch kann die Strukturveränderung der Oberfläche der Bipolarplatte noch besser an die mit dieser zu kontaktierenden Gasdiffusionsschicht angepasst werden. Besonders vorteilhaft ist somit auch eine Kombination der oben genannten Schritte, beispielsweise ein Abtragen von Material oder Aufbringen einer Zwischenschicht zur Strukturierung der Oberfläche der Bipolarplatte und ein anschließendes Beschichten oder Aufwachsen von Material. Dadurch kann die Leitfähigkeit des Übergangs zwischen der Bipolarplatte und der zum Kontakt vorgesehenen Gasdiffusionsschicht weiter verbessert, der Kontaktwiderstand zwischen diesen beiden Schichten also effektiv gesenkt werden.
Weiter vorteilhaft umfasst der Schritt der Strukturveränderung der Oberfläche der Bipolarplatte ein Schleifen und/oder Fräsen und/oder Kratzen und/oder Ätzen und/oder Oxidieren und/oder PVD und/oder CVD und/oder Aufwachsen von dendritischen Strukturen. Die hier genannten Verfahren sind Standardverfahren zur Bearbeitung von Oberflächen und insbesondere von metallenen Oberflächen, die keinen hohen technischen Aufwand erfordern und daher leicht und kostengünstig umsetzbar sind und eine spezifische Ausgestaltung der Oberflächenstruktur der Bipolarplatte erlauben.
Beispielsweise können durch die oben genannten Verfahren parallele Linien, aber auch kompliziertere Formen, wie Schlangenlinien, Zacken oder sich kreuzende Linien in die Oberfläche der Bipolarplatte eingearbeitet werden, deren genaue Ausgestaltung im Lichte der Oberflächenbeschaffenheit der zu kontaktierenden Gasdiffusionsschicht ausgewählt wird. Dies gilt nicht nur für so genannte chemische, mechanische und physikalische abtragende Verfahren, sondern auch für Beschichtungs-, Ablagerungs-, und Aufwachsprozesse sowie das Aufbringen einer Zwischenschicht. Hierdurch wird die Kontaktfläche zwischen der Bipolarplatte und der Gasdiffusionsfläche weiter vergrößert. Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass die Zwischenschicht aus einzelnen Strukturen besteht. Einzelne Strukturen im Sinne der Erfindung sind dreidimensionale Gebilde, die z.B. unabhängig von der Bipolarplatte bereitgestellt, also beispielsweise auch separat bevorratet werden können und vor dem in Kontaktbringen der Bipolarplatte mit der Gasdiffusionsschicht auf die zum Kontakt mit der Gasdiffusionsschicht vorgesehene Oberfläche der Bipolarplatte aufgebracht werden. Material, Größe und Form dieser Strukturen sind im Einzelnen nicht beschränkt, solange in Summe eine Vergrößerung der Kontaktfläche zwischen der Bipolarplatte und der Gasdiffusionsschicht und in Folge auch eine Reduktion des Kontaktwiderstandes zwischen diesen beiden Schichten nach Aufeinanderlegen und/oder Verbinden derselben erhalten wird. Beispielhafte Strukturen umfassen Krähenfüße, Pyramiden, Sterne, Stäbe, Kugeln und poröse Formen. Geeignete Strukturen werden im Hinblick auf die Oberflächenbeschaffenheit der Gasdiffusionsschicht ausgewählt. Einzelne Strukturen haben gegenüber flächigen Strukturveränderungen der Oberfläche der Bipolarplatte, und insbesondere gegenüber weitläufigen, flächigen Zwischenschichten, den Vorteil, dass sie gerade in Form, Größe und Art der Anordnung variabler sind und sich besser auch unregelmäßig ausgebildeten Oberflächen der Gasdiffusionsschicht anpassen können, wodurch die Kontaktfläche zwischen den betrachteten Schichten deutlich erhöht wird.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung weist die Zwischenschicht eine Schaumstruktur auf. Über die Porosität der Schaumstruktur kann die Oberflächenrauheit der Zwischenschicht gesteuert werden, so dass sie optimal auf die Beschaffenheit der Oberfläche der zu kontaktierenden Gasdiffusionsschicht abgestimmt werden kann. Geeignete Schaumstrukturen umfassen Metallschäume, die eine besonders gute elektrische Leitfähigkeit und damit einen sehr geringen Kontaktwiderstand erzeugen.
Weiter vorteilhaft ist die Zwischenschicht mit der Bipolarplatte durch Kleben, Löten, Hartlöten, Anpressen oder Eindrücken von Teilen der Zwischenschicht in Bereiche der Bipolarplatte verbunden. Je nach Bedarf können die Verfahrensschritte auch miteinander oder mit anderen Verfahrensschritten kombiniert werden was zur Vergrößerung der Kontaktfläche zwischen der Bipolarplatte und einer damit in Kontakt zu bringenden Gasdiffusionsschicht beiträgt. Durch die hier genannten Verfahren kann ein dauerhaftes Verbinden der Zwischenschicht mit der Bipolarplatte gewährleistet werden. Ein zumindest teilweises Eindrücken der Zwischenschicht in Teile der Bipolarplatte, das auch mit den anderen genannten Verfahren kombiniert werden kann, ist besonders vorteilhaft, da somit ein optimaler Kontakt mit der Bipolarplatte bereitgestellt werden kann.
Ebenfalls erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Herstellung einer Schichtstruktur beschrieben, das durch den Schritt des in Kontaktbringens einer Bipolarplatte und einer faserhaltigen oder schaumartigen Gasdiffusionsschicht gekennzeichnet ist, wobei die Bipolarplatte durch das vorstehend beschriebene Verfahren hergestellt wird. Eine derartige Schichtstruktur zeichnet sich durch eine große Kontaktfläche zwischen der Bipolarplatte und der Gasdiffusionsschicht aus, so dass der Kontaktwiderstand zwischen diesen Schichten minimal ist. Ein solches Verfahren zur Herstellung einer Schichtstruktur ist ferner ohne großen technischen Aufwand mittels gut integrierbarer und kombinierbarer Standardprozesse kostensparend umsetzbar. Die für das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer Bipolarplatte beschriebenen Weiterbildungen, Vorteile und Effekte finden auch Anwendung auf das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer Schichtstruktur.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung einer Schichtstruktur dringt beim in Kontaktbringen der Bipolarplatte mit der Gasdiffusionsschicht die modifizierte, d.h. strukturveränderte, Oberfläche der Bipolarplatte mindestens teilweise in die Gasdiffusionsschicht ein und/oder wird das Material der Gasdiffusionsschicht im Kontaktbereich verdichtet. Durch das mindestens teilweise Eindringen der modifizierten Oberfläche der Bipolarplatte in die Gasdiffusionsschicht wird eine großflächige Verbindung zur Gasdiffusionsschicht mit stark vergrößerter Kontaktfläche erzielt. Alternativ oder zusätzlich dazu wird die Gasdiffusionsschicht im Kontaktbereich mit der strukturveränderten Bipolarplattenoberfläche verdichtet und/oder tritt eine zusätzliche lokale Verdichtung an der Struktur der Gasdiffusionsschicht auf. Ein derartiges Verdichten kann vorteilhafterweise auch durch ein zumindest teilweises Eindringen der strukturveränderten Oberfläche der Bipolarplatte in die Gasdiffusionsschicht erzeugt werden. Hierbei haben sich die erfindungsgemäß zur Anwendung kommenden faserhaltigen oder schaumartigen Materialien der Gasdiffusionsschicht besonders bewährt. Die Fasern bzw. das schaumartige Material, beispielsweise ein Metallschaum, werden durch das Eindringen der modifizierten Bipolarplatte lokal zusammengeschoben und stehen damit in sehr gutem direktem Kontakt mit dem Material der Bipolarplatte. Diese Verfahrensführungen führen zu einem weiter reduzierten Kontaktwiderstand zwischen den betrachteten Schichten.
Weiter vorteilhaft umfasst das erfindungsgemäße Verfahren den Schritt des Verformens der strukturveränderten Oberfläche der Bipolarplatte beim in Kontaktbringen mit der Gasdiffusionsschicht. Beispielsweise werden die Strukturen, die durch Oberflächenveränderung der Bipolarplatte erzeugt werden, während des in Kontaktbringens, und vorzugsweise beim Anpressen der Bipolarplatte an die Gasdiffusionsschicht, verformt, so dass sie sich besser an die Oberfläche, und vorzugsweise teilweise auch in die Oberflächenbereiche der Gasdiffusionsschicht, besser einpassen, wodurch die Kontaktfläche zwischen der Bipolarplatte und der Gasdiffusionsschicht weiter erhöht wird. Z.B. können in kegel-, steg-, bock-, oder pyramidenförmige Strukturen Einkerbungen, Risse oder gespreizte, gestauchte oder verschobene Bereiche erzeugt werden, die sich durch das in Kontaktbringen mit der Gasdiffusionsschicht aufbiegen oder verformen, und somit besser in die Gasdiffusionsschicht eindringen und damit die Kontaktfläche weiter vergrößern. Insbesondere wenn die Gasdiffusionsschicht faserhaltige Materialien umfasst, werden die Strukturen so ausgewählt, dass sie nach dem Verformen zur mindestens teilweisen Aufnahme der Fasern fähig sind, da hierdurch eine besonders große Kontaktfläche zur Gasdiffusionsschicht bereitgestellt werden kann. Ebenfalls erfindungsgemäß wird auch eine Bipolarplatte beschrieben, die z.B. nach dem oben dargelegten Verfahren hergestellt ist. Die Bipolarplatte weist eine zum direkten Kontakt mit einer faserhaltigen oder schaumartigen Gasdiffusionsschicht vorgesehene Oberfläche auf, die erhabene Bereiche umfasst, die ausgebildet sind, mindestens teilweise in die Gasdiffusionsschicht einzudringen und eine Kontaktfläche zwischen der Bipolarplatte und der Gasdiffusionsschicht zu vergrößern. Eine durchschnittliche Höhe der erhabenen Bereiche beträgt dabei ein 1-10- Faches, vorzugsweise ein 2-4-Faches, eines durchschnittlichen Durchmessers der Fasern oder eines durchschnittlichen Durchmessers der Schaumblasen der Gasdiffusionsschicht. Die durchschnittliche Höhe der erhabenen Bereiche wird dabei in einer zur Oberfläche der Bipolarplatte orthogonal stehenden Richtung bestimmt und wird ausgehend von der Oberfläche der Bipolarplatte bis zum weitest entferntesten Endpunkt des erhabenen Bereichs gemessen. Hierdurch kann der Kontaktwiderstand zwischen der erfindungsgemäßen Bipolarplatte und einer zu kontaktierenden Gasdiffusionsschicht minimiert werden. Eine solche Bipolarplatte ist zudem einfach und kostengünstig durch Standardprozesse herstellbar.
Es sei angemerkt, dass die erfindungsgemäße Bipolarplatte mittels des oben dargelegten Verfahrens zur Herstellung einer Bipolarplatte herstellbar ist.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Bipolarplatte ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Breite eines mit der Bipolarplatte in Verbindung stehenden Fußes der erhabenen Bereiche kleiner ist als die doppelte Höhe der erhabenen Bereiche. Hierbei wird jeweils Bezug genommen auf durchschnittliche Werte der Breite und der Höhe. Somit wird ein sehr gutes Volumen/Oberflächen-Verhältnis in den erhabenen Bereichen erzielt, das die Ausbildung einer besonders großen Kontaktfläche bei möglichst geringem Materialaufwand für die erhabenen Bereiche erlaubt.
Weiter vorteilhaft ist ein Abstand zwischen in einer Reihe angeordneten erhabenen Bereichen an ihrem jeweils höchsten Punkt größer als die doppelte Höhe der erhabenen Bereiche. Dies ermöglicht einen guten Gastransport und erleichtert die Herstellung der Bipolarplatte.
Alternativ oder additiv dazu ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass ein Abstand zwischen erhabenen Bereichen in benachbarten Reihen (e) an ihrem jeweils höchsten Punkt zu einem Abstand (f) zwischen in einer Reihe angeordneten erhabenen Bereichen an ihrem jeweils höchsten Punkt die folgende Relation erfüllt: e/f > 2. Dies ermöglicht einen guten Gastransport und erleichtert die Herstellung der Bipolarplatte.
Durch eine Höhe der erhabenen Bereiche von 5 bis 70 μιτι und insbesondere von 10 bis 30 pm wird eine optimierte Eindringtiefe bereitgestellt, die nicht nur eine Vergrößerung einer Kontaktfläche zu einer zu kontaktierenden Gasdiffusionsschicht bedeutet, sondern zudem auch eine sehr gute Verbindungsbildung zwischen der Bipolarplatte und der Gasdiffusionsschicht fördern kann. Durch die vorteilhafte Ausgestaltung, dass die Bipolarplatte tunnelartige Erhebungen zum Transport von Reaktionsmedien aufweist, wobei die erhabenen Bereiche mindestens teilweise so an einem Randbereich der tunnelartigen Erhebungen vorgesehen sind, dass sie einen mit der Gasdiffusionsschicht in Kontakt zu bringenden Bereich der tunnelartigen Erhebungen vergrößern, kann die Kontaktfläche zur Gasdiffusionsschicht weiter vergrößert und ein Kontaktwiederstand zwischen diesen Schichten zusätzlich verringert werden.
Die erfindungsgemäße Bipolarplatte eignet sich insbesondere zur Anwendung in einer Brennstoffzelle bzw. einem Brennstoffzellenstapel. Ebenfalls erfindungsgemäß wird auch eine Schichtstruktur beschrieben, die eine wie vorstehend beschriebene Bipolarplatte und eine faserhaltige oder schaumartige Gasdiffusionsschicht umfasst. Die erhabenen Bereiche der Bipolarplatte sind mindestens teilweise in die Gasdiffusionsschicht eingedrungen, so dass eine Kontaktfläche zwischen der Bipolarplatte und der Gasdiffusionsschicht vergrößert ist. Hierdurch wird ein Kontaktwiderstand in der Schichtstruktur reduziert. Der Kontaktwiderstand kann dabei weiter verringert werden, wenn das Material der Gasdiffusionsschicht in einem Kontaktbereich der Bipolarplatte und der Gasdiffusionsschicht verdichtet ist.
Die für das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer Bipolarplatte und für das Verfahren zur Herstellung einer Schichtstruktur beschriebenen Weiterbildungen, Vorteile und Effekte finden auch Anwendung auf die erfindungsgemäße Bipolarplatte sowie die erfindungsgemäße Schichtstruktur.
Aufgrund der erfindungsgemäßen Lösung ergeben sich folgende Vorteile:
- Die Kontaktfläche zwischen einer Bipolarplatte und einer
Gasdiffusionsschicht wird deutlich vergrößert.
- Der Kontaktwiderstand zwischen einer Bipolarplatte und einer
Gasdiffusionsschicht ist reduziert.
- Die elektrische Leitfähigkeit zwischen einer Bipolarplatte und einer Gasdiffusionsschicht ist erhöht.
- Die erfindungsgemäßen Verfahren sind durch Verwendung von Standardprozessen einfach und kostengünstig umsetzbar.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Figuren. Es zeigen:
Figur 1 eine schematische Darstellung von Bipolarplattenoberflächen mit unterschiedlichen Strukturveränderungen an der zum direkten Kontakt mit einer Gasdiffusionsschicht vorgesehenen Oberfläche,
Figur 2 eine schematische Darstellung einer Bipolarplatte mit einer
Zwischenschicht aus einzelnen Strukturen in Schnittansicht,
Figur 3 eine schematische Darstellung einer Schichtstruktur in
Schnittansicht, die eine, gemäß einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellte Bipolarplatte enthält, vor einem in Kontaktbringen der Einzelschichten, Figur 4 eine schematische Darstellung einer Schichtstruktur in Schnittansicht, die eine, gemäß einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellte Bipolarplatte enthält,
Figur 5 eine schematische Darstellung der Schichtstruktur aus Figur 4 in
Schnittansicht im verpressten Zustand,
Figur 6 eine schematische Darstellung einer Schichtstruktur in
Schnittansicht, die eine, gemäß einer dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellte Bipolarplatte enthält,
Figur 7 eine schematische Darstellung einer Bipolarplatte mit einer tunnelartigen Erhebung,
Figur 8 eine schematische Darstellung von Bipolarplattenoberflächen mit unterschiedlichen Strukturveränderungen in Form von erhabenen Bereichen an der zum direkten Kontakt mit einer Gasdiffusionsschicht vorgesehenen Oberfläche und
Figur 9 eine schematische Darstellung von Bipolarplattenoberflächen mit unterschiedlichen Strukturveränderungen in Form von in Reihen angeordneten erhabenen Bereichen an der zum direkten Kontakt mit einer Gasdiffusionsschicht vorgesehenen Oberfläche.
In den Figuren sind nur die hier interessierenden Teile der erfindungsgemäßen Bipolarplatte bzw. der Schichtstruktur dargestellt, alle übrigen Elemente sind der Übersichtlichkeit halber weggelassen. Ferner beziehen sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche Bauteile.
Figur 1 zeigt Bipolarplattenoberflächen 1 mit unterschiedlichen Strukturveränderungen an der zum Kontakt mit einer faserhaltigen oder schaumartigen Gasdiffusionsschicht vorgesehenen Oberfläche. Die Strukturveränderungen oder Oberflächenmodifikationen sind in Form von erhabenen Bereichen 9 gebildet und umfassen einfache parallele Linien, Schlangenlinien, Zickzacklinien und sich kreuzende Linien, wobei die Linien 2 beispielsweise durch abtragende Prozesse, wie Fräsen, Kratzen oder Ätzen herstellbar sind. Die hier genannten Prozesse sind optionale Prozesse, die durch alternative oder zusätzliche Verfahren ersetzt oder ergänzt werden können. Die Strukturveränderungen der Oberflächen werden so gewählt, dass sie optimal auf die Beschaffenheit, also insbesondere das Material, die Form und Größe, einer zu kontaktierenden faserhaltigen oder schaumartigen Gasdiffusionsschicht, abgestimmt sind. Eine Höhe h der erhabenen Bereiche ist dabei ein 1-10-Faches, vorzugsweise ein 2-4-Faches, eines Durchmessers der Fasern der Gasdiffusionsschicht oder eines Durchmessers der Schaumblasen der Gasdiffusionsschicht. Die Höhe h ist dabei eine durchschnittliche Höhe. Durch die hier gezeigten Oberflächenmodifikationen zur Bereitstellung von erhabenen Bereichen in der Bipolarplatte kann die Kontaktfläche zwischen der Bipolarplatte und der damit in Kontakt zu bringenden Gasdiffusionsschicht vergrößert werden, was dann zu einer effektiven Reduktion des Kontaktwiderstandes zwischen den beiden Schichten führt.
Vorzugsweise ist eine Höhe h der erhabenen Bereiche 5 bis 70 μηη und insbesondere 10 bis 30 m. Figur 2 ist eine schematische Darstellung einer Bipolarplatte 3 mit einer Zwischenschicht 4 aus einzelnen Strukturen 4a in Schnittansicht, die erhabene Bereiche 9 darstellen. Die Geometrie und Größe der einzelnen Strukturen 4a der Zwischenschicht 4 werden in Abhängigkeit der Oberflächenbeschaffenheit einer zu kontaktierenden schaumartigen oder faserhaltigen Gasdiffusionsschicht entsprechend ausgewählt und umfassen u.a. pyramidale oder tetraedrische Strukturen, Stäbe, Quader, Kugeln und Sterne, wobei eine Höhe h der erhabenen Bereiche ein 1-10-Faches, vorzugsweise ein 2-4-Faches, eines Durchmessers der Fasern oder eines Durchmessers der Schaumblasen einer zu kontaktierenden Gasdiffusionsschicht ist. Die einzelnen Strukturen 4a können in der Zwischenschicht 4 beliebig kombiniert werden, können aber auch nur eine einzige Struktur 4a umfassen. Die die erhabenen Bereiche 9 bildenden einzelnen Strukturen 4a der Zwischenschicht 4 sind mit der Oberfläche der Bipolarplatte 3 beispielsweise durch eine stoffschlüssige Verbindung, wie Löten, Kaltlöten, Kleben und dergleichen, verbunden, was eine dauerhafte Haftung und eine gute elektrische Leitfähigkeit an der Bipolarplatte gewährleistet.
Figur 3 ist eine schematische Darstellung einer Schichtstruktur in Schnittansicht, die eine, gemäß einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, hergestellte Bipolarplatte vor einem in Kontaktbringen der Einzelschichten, also einer Bipolarplatte und einer faserhaltigen oder schaumartigen Gasdiffusionsschicht, enthält. Im Einzelnen ist eine Bipolarplatte 3 gezeigt, die eine Zwischenschicht 4 umfasst, die beispielsweise zwei einzelne Strukturen 4a aufweist, die erhabene Bereiche 9 darstellen, die verformbar und z.B. mittels einer stoffschlüssigen Verbindung mit der Bipolarplatte 3 verbunden sind. Eine Höhe h der erhabenen Bereiche ist dabei ein 1 -10-Faches, vorzugsweise ein 2-4-Faches, eines Durchmessers der Fasern oder eines Durchmessers der Schaumblasen der zu kontaktierenden Gasdiffusionsschicht 6. Vor dem in Kontaktbringen mit der Gasdiffusionsschicht 6 sind die beiden Schenkel 4b der jeweiligen einzelnen Struktur 4a sehr eng beabstandet. Figur 4 ist eine schematische Darstellung einer Schichtstruktur in Schnittansicht, die eine, gemäß einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellte Bipolarplatte enthält. Die Schichtstruktur in der Bipolarplatte 3 weist eine Oberflächenveränderung 7 in Form eines spitz zulaufenden erhabenen Bereichs 9 auf. Eine Höhe h des erhabenen Bereichs 9 ist dabei ein 1-10-Faches, vorzugsweise ein 2-4- Faches, eines Durchmessers der Fasern oder eines Durchmessers der Schaumblasen einer zu kontaktierenden faserhaltigen Gasdiffusionsschicht 6. Durch Eindringen der Spitze der Oberflächenveränderung 7 in die Gasdiffusionsschicht 6, die Fasern 6a enthält, werden die im Bereich der Eindringstelle der Oberflächenveränderung 7 und damit in der Kontaktfläche 5 der Oberflächenveränderung 7 und der Gasdiffusionsschicht 6 vorhandenen Fasern 6a verdichtet, wodurch diese Kontaktfläche 5 gegenüber Oberflächenmodifikationsfreien Kontaktflächen 5a, vergrößert sind. Der Kontaktwiderstand an den Kontaktflächen 5 ist damit deutlich niedriger als an den Kontaktflächen 5a.
Figur 5 ist eine schematische Darstellung der Schichtstruktur aus Figur 4 in Schnittansicht im verpressten Zustand. Wie in Figur 5 zu sehen ist, weiten sich die Schenkel 4b der einzelnen Struktur 4a beim Verpressen der Einzelschichten der Schichtstruktur aus Bipolarplatte 3 und faserhaltiger Gasdiffusionsschicht 6 auf, und zwar soweit, dass sie zur Aufnahme einzelner Fasern 6a der Gasdiffusionsschicht 6 fähig sind. In den Bereichen der Gasdiffusionsschicht 6, die von der einzelnen Struktur 4a durchdrungen werden, also an den Kontaktflächen 5, verdichten sich die Fasern 6a der Gasdiffusionsschicht 6. Dies vergrößert die Kontaktflächen 5 der Bipolarplatte 3 und der Gasdiffusionsschicht 6 und reduziert den Kontaktwiderstand zwischen den betrachteten Schichten. Figur 6 zeigt eine schematische Darstellung einer Schichtstruktur in Schnittansicht, die eine, gemäß einer dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellte Bipolarplatte enthält. Die hier dargestellte Schichtstruktur ist vergleichbar mit der Schichtstruktur aus Figur 4, bzw. Figur 5, wobei jedoch die Gasdiffusionsschicht 6 anstelle von Fasern aus Schaum gebildet ist. im Detail gezeigt ist eine Bipolarplatte 3, die eine wie in Figur 5 dargestellte Oberflächenveränderung 7 in Form eines erhabenen Bereichs aufweist. Ebenso wie in Figur 5 dringt die Oberflächenveränderung 7 in die Gasdiffusionsschicht 6 ein, wodurch sich materialreiche durchdrungene Bereiche 6b bilden, die sich durch eine vergrößerte Kontaktfläche 5 zwischen der Bipolarplatte 3 und der Gasdiffusionsschicht 6 auszeichnen. Auch hier ist die Kontaktfläche zwischen der Bipolarplatte 3 und der Gasdiffusionsschicht 6 durch Ausbildung der Oberflächenveränderung 7 erhöht, so dass der Kontaktwiderstand zwischen den betrachteten Schichten reduziert ist.
Figur 7 zeigt eine Bipolarplatte mit einer tunnelartigen Erhebung 8 zum Transport von Reaktionsmedien. Auf einer Oberfläche der Bipolarplatte 1 sind beispielhaft drei erhabene Bereiche 9 vorhanden. Der rechte erhabene Bereich 9 ist dabei mindestens teilweise so an einem Randbereich der tunnelartigen Erhebung 8 vorgesehen, dass er einen mit einer Gasdiffusionsschicht in Kontakt zu bringenden Bereich der tunnelartigen Erhebung 8 vergrößert. Dies ist durch den Bereich 9a angezeigt. Figuren 8 und 9 dienen der Veranschaulichung der Dimensionen der erhabenen Bereiche 9. In Figur 7 ist eine Bipolarplatte 3 mit einer Bipolarplattenoberfläche 1 gezeigt, die 3 erhabene Bereiche 9 aufweist. Die erhabenen Bereiche 9 haben einen mit der Oberfläche der Bipolarplatte 1 in Verbindung stehenden Fuß c. Eine durchschnittliche Breite des Fußes c ist dabei vorzugsweise kleiner als die doppelte Höhe h der erhabenen Bereiche 9. Die Höhe h der erhabenen Bereiche 9 wird dabei in einer zur Oberfläche der Bipolarplatte 1 orthogonal stehenden Richtung bestimmt und wird ausgehend von der Oberfläche der Bipolarplatte 1 bis zum weitest entferntesten Endpunkt des erhabenen Bereichs 9 gemessen, also dem Punkt, der am weitesten in eine zu kontaktierende Gasdiffusionsschicht hineinragt.
Figur 9 zeigt eine Bipolarplatte 3, auf deren Oberfläche 1 zwei Reihen R an erhabenen Bereichen 9 angeordnet sind. Hierbei ist ein Abstand zwischen in einer Reihe R angeordneten erhabenen Bereichen f an ihrem jeweils höchsten Punkt größer als die doppelte Höhe h der erhabenen Bereiche 9. Ferner erfüllt ein Abstand zwischen erhabenen Bereichen 9 in benachbarten Reihen e an ihrem jeweils höchsten Punkt zu einem Abstand f zwischen in einer Reihe angeordneten erhabenen Bereichen 9 an ihrem jeweils höchsten Punkt vorteilhafterweise die folgende Relation: e/f > 2. Die vorhergehende Beschreibung der vorliegenden Erfindung dient nur zu illustrativen Zwecken und nicht zum Zwecke der Beschränkung der Erfindung. Im Rahmen der Erfindung sind verschiedene Änderungen und Modifikationen möglich, ohne den Umfang der Erfindung sowie ihrer Äquivalente zu verlassen. Bezugszeichenliste 1 Bipolarplattenoberfläche
2 Linien, die durch abtragende Prozesse herstellbar sind
3 Bipolarplatte
4 Zwischenschicht
4a einzelne Struktur
4b Schenkel einer einzelnen Struktur
5 Kontaktfläche
5a Oberflächenmodifikationsfreie Kontaktfläche
6 Gasdiffusionsschicht
6a Fasern der Gasdiffusionsschicht
6b durchdrungene Bereiche
7 Oberflächenveränderung
8 tunnelartige Erhebung
9 erhabener Bereich
9a vergrößerter Randbereich der tunnelartigen Erhebung
c mit der Bipolarplatte in Verbindung stehender Fuß eines erhabenen Bereichs
e Abstand zwischen erhabenen Bereichen in benachbarten Reihen an ihrem jeweils höchsten Punkt
f Abstand zwischen in einer Reihe angeordneten erhabenen Bereichen an ihrem jeweils höchsten Punkt
h Höhe eines erhabenen Bereichs
R Reihe an erhabenen Bereichen

Claims

Patentansprüche 1. Verfahren zur Herstellung einer Bipolarplatte (3), gekennzeichnet durch den Schritt einer Strukturveränderung einer zum direkten Kontakt mit einer faserhaltigen oder schaumartigen Gasdiffusionsschicht (6) vorgesehenen Oberfläche der Bipolarplatte (3) unter Ausbildung einer strukturveränderten Oberfläche, derart, dass in der Oberfläche der Bipolarplatte (3) erhabene Bereiche (9) geformt werden, die ausgebildet werden, mindestens teilweise in die Gasdiffusionsschicht (6) einzudringen und eine Kontaktfläche (5) zwischen der Bipolarplatte (3) und der Gasdiffusionsschicht (6) zu vergrößern, wobei eine Höhe (h) der erhabenen Bereiche (9) ein 1-10-Faches, vorzugsweise ein 2-4-Faches, eines Durchmessers (d) der Fasern oder eines Durchmessers (d) der
Schaumblasen der Gasdiffusionsschicht (6) beträgt.
2. Verfahren zur Herstellung einer Bipolarplatte (3) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Gasdiffusionsschicht (6) aus mehreren faserhaltigen Schichten besteht und dass die Strukturveränderung so ausgeführt wird, dass eine Mindesteindringtiefe der strukturveränderten Oberfläche der Bipolarplatte (3) einer Schichtdicke einer ersten faserhaltigen Schicht der Gasdiffusionsschicht (6) entspricht und/oder gekennzeichnet durch einen Schritt der lokalen Verdichtung der Gasdiffusionsschicht (6) durch die strukturveränderte Oberfläche der Bipolarplatte (3) an der Kontaktfläche (5) zwischen der
Bipolarplatte (3) und der Gasdiffusionsschicht (6).
3. Verfahren zur Herstellung einer Bipolarplatte (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt der Strukturveränderung der Oberfläche der Bipolarplatte (3) mindestens einen der folgenden Schritte umfasst: - Abtragen von Material und
- Aufbringen einer Zwischenschicht (4).
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt der Strukturveränderung mindestens einen weiteren Schritt, ausgewählt aus:
- Beschichten mit Material,
- Ablagern von Material und
- Aufwachsen von Material umfasst.
Verfahren zur Herstellung einer Bipolarplatte (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt der Strukturveränderung der Oberfläche der Bipolarplatte (3) Schleifen und/oder Fräsen und/oder Kratzen und/oder Ätzen und/oder Oxidieren und/oder PVD und/oder CVD und/oder Aufwachsen von dendritischen Strukturen, umfasst.
Verfahren zur Herstellung einer Bipolarplatte (3) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht (4) aus einzelnen Strukturen (4a) besteht.
Verfahren zur Herstellung einer Bipolarplatte (3) nach einem der Ansprüche 3 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht (4) eine Schaumstruktur aufweist.
Verfahren zur Herstellung einer Bipolarplatte (3) nach einem der Ansprüche 3, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht (4) mit der Bipolarplatte (3) durch Kleben, Löten, Hartlöten, Anpressen oder Eindrücken verbunden wird.
9. Verfahren zur Herstellung einer Schichtstruktur aus einer Bipolarplatte (3) und einer faserhaltigen oder schaumartigen Gasdiffusionsschicht (6), gekennzeichnet durch den Schritt des in Kontaktbringens einer durch ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche hergestellten Bipolarplatte (3) mit der Gasdiffusionsschicht (6).
10. Verfahren zur Herstellung einer Schichtstruktur nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass beim in Kontaktbringen der Bipolarplatte (3) mit der Gasdiffusionsschicht (6) die strukturveränderte Oberfläche der Bipolarplatte (3) mindestens teilweise in die Gasdiffusionsschicht (6) eindringt und/oder das Material der Gasdiffusionsschicht (6) in einem
Kontaktbereich der Bipolarplatte (3) und der Gasdiffusionsschicht (6) verdichtet wird, und/oder gekennzeichnet durch den Schritt des Verformens der strukturveränderte Oberfläche der Bipolarplatte (3) beim in Kontaktbringen mit der Gasdiffusionsschicht (6). 1 1. Bipolarplatte mit einer zum direkten Kontakt mit einer faserhaltigen oder schaumartigen Gasdiffusionsschicht (6) vorgesehenen Oberfläche, wobei die Oberfläche erhabene Bereiche (9) aufweist, die ausgebildet sind, mindestens teilweise in die Gasdiffusionsschicht (6) einzudringen und eine Kontaktfläche (5) zwischen der Bipolarplatte (3) und der Gasdiffusionsschicht (6) zu vergrößern und wobei eine Höhe (h) der erhabenen Bereiche (9) ein 1 -10-Faches, vorzugsweise ein 2-4-Faches, eines Durchmessers (d) der Fasern der Gasdiffusionsschicht (6) oder eines Durchmessers (d) der Schaumblasen der Gasdiffusionsschicht (6) beträgt. 12. Bipolarplatte nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass eine Breite eines mit der Bipolarplatte (3) in Verbindung stehenden Fußes der erhabenen Bereiche (c) kleiner ist als die doppelte Höhe (h) der erhabenen Bereiche (9) und/oder dadurch gekennzeichnet, dass ein Abstand (f) zwischen in einer Reihe (R) angeordneten erhabenen Bereichen an ihrem jeweils höchsten Punkt größer ist als die doppelte Höhe (h) der erhabenen Bereiche (9) und/oder dass ein Abstand (e) zwischen erhabenen Bereichen (9) in benachbarten Reihen an ihrem jeweils höchsten Punkt zu einem Abstand (f) zwischen in einer Reihe angeordneten erhabenen Bereichen (9) an ihrem jeweils höchsten Punkt die folgende Relation erfüllt: e/f > 2 und/oder dass eine Höhe (h) der erhabenen Bereiche (9) 5 bis 70 μηη, insbesondere 10 bis 30 μιη, beträgt.
Bipolarplatte nach einem der Ansprüche 1 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass sie tunnelartige Erhebungen (8) zum Transport von Reaktionsmedien aufweist, wobei die erhabenen Bereiche (9) mindestens teilweise so an einem Randbereich der tunnelartigen Erhebungen (8) vorgesehen sind, dass sie einen mit der Gasdiffusionsschicht (6) in Kontakt zu bringenden Bereich (9a) der tunnelartigen Erhebungen (8) vergrößern.
Schichtstruktur umfassend eine Bipolarplatte (3) nach einem der Ansprüche 1 1 bis 15 und eine faserhaltige oder schaumartige Gasdiffusionsschicht (6), wobei die erhabene Bereiche (9) der Bipolarplatte (3) mindestens teilweise in die Gasdiffusionsschicht (6) eingedrungen sind, so dass eine Kontaktfläche (5) zwischen der Bipolarplatte (3) und der Gasdiffusionsschicht (6) vergrößert ist, wobei insbesondere das Material der Gasdiffusionsschicht (6) in einem Kontaktbereich der Bipolarplatte (3) und der Gasdiffusionsschicht (6) verdichtet ist.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20170170491A1 (en) * 2015-12-15 2017-06-15 Hyundai Motor Company Fuel cell

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017202679A1 (de) * 2017-02-20 2018-08-23 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Bipolarplatte für elektrochemische Zellen sowie ein Herstellungsverfahren
DE102022104124B3 (de) 2022-02-22 2023-04-27 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Elektrode einer elektrochemischen Zelle und Verfahren zur Herstellung einer Elektrode

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10017058A1 (de) * 2000-04-05 2001-10-11 Schicke Rolf Bipolarplatte für ein PEM-Brennstoffzellensystem
EP1300901A2 (de) * 2001-10-06 2003-04-09 Behr GmbH & Co. Brennstoffzelle, insbesondere Polymerelektrolyt- oder Direktmethanol-Brennstoffzelle
DE10235598A1 (de) * 2002-07-31 2004-02-19 Reinz-Dichtungs-Gmbh & Co. Kg Bauteil sowie Verfahren zur Beschichtung desselben
DE102007005232A1 (de) * 2007-01-30 2008-07-31 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Brennstoffzellenanordnung
DE102009016635A1 (de) * 2009-04-08 2010-10-14 Elcomax Gmbh Bipolarplatte für Brennstoff- oder Elektrolysezellen

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10017058A1 (de) * 2000-04-05 2001-10-11 Schicke Rolf Bipolarplatte für ein PEM-Brennstoffzellensystem
EP1300901A2 (de) * 2001-10-06 2003-04-09 Behr GmbH & Co. Brennstoffzelle, insbesondere Polymerelektrolyt- oder Direktmethanol-Brennstoffzelle
DE10235598A1 (de) * 2002-07-31 2004-02-19 Reinz-Dichtungs-Gmbh & Co. Kg Bauteil sowie Verfahren zur Beschichtung desselben
DE102007005232A1 (de) * 2007-01-30 2008-07-31 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Brennstoffzellenanordnung
DE102009016635A1 (de) * 2009-04-08 2010-10-14 Elcomax Gmbh Bipolarplatte für Brennstoff- oder Elektrolysezellen

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20170170491A1 (en) * 2015-12-15 2017-06-15 Hyundai Motor Company Fuel cell
CN106887624A (zh) * 2015-12-15 2017-06-23 现代自动车株式会社 燃料电池
US10355288B2 (en) * 2015-12-15 2019-07-16 Hyundai Motor Company Fuel cell
CN106887624B (zh) * 2015-12-15 2021-03-12 现代自动车株式会社 燃料电池

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