WO2015139792A1 - Verfahren zum herstellen einer membran-elektroden-einheit, membran-elektroden-einheit, brennstoffzelle und kraftfahrzeug mit brennstoffzelle - Google Patents

Verfahren zum herstellen einer membran-elektroden-einheit, membran-elektroden-einheit, brennstoffzelle und kraftfahrzeug mit brennstoffzelle Download PDF

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    • Y02T90/40—Application of hydrogen technology to transportation, e.g. using fuel cells

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a membrane electrode assembly for a fuel cell, in which a membrane between an anode and a cathode is arranged, and in the desired positions of facing in the same direction anode and
  • the invention relates to a membrane-electrode assembly comprising an anode, a cathode and a membrane arranged between the anode and the cathode. Furthermore, the invention relates to a fuel cell with a membrane-electrode unit. Moreover, the invention relates to a motor vehicle with a fuel cell.
  • the cathode and anode When fabricating the membrane-electrode unit, make sure that the cathode and anode end at the same height, ie that their edges pointing in the same direction are aligned with each other. If the cathode extends beyond the anode, this will have a negative effect on the lifetime of the membrane and thus of the membrane-electrode assembly. If the membrane is covered on one side by the cathode and on the opposite side of the cathode is not covered by other components of the membrane-electrode assembly, such as the anode or a membrane holder, the exposed membrane is removed during operation of the fuel cell. This reduces the thickness of the membrane. If the membrane is too thin or even completely removed, this will cause a malfunction of the membrane-electrode assembly. Accurate positioning of the anode and cathode edges, however, is very expensive.
  • the invention is therefore based on the object to provide a membrane-electrode assembly and a method for their preparation, wherein the membrane-electrode assembly is simple and can be produced with a long service life.
  • This object is achieved for the aforementioned method in that the target position of the anode edge is located farther away from a center of the membrane, as the Target position of the cathode edge.
  • this object is achieved in that the anode is arranged protruding from one edge of the cathode. Furthermore, the task for the fuel cell is achieved in that the
  • Membrane electrode unit is a membrane electrode unit according to the invention.
  • the object of the aforementioned motor vehicle is achieved in that the fuel cell is a fuel cell according to the invention.
  • the target position of the anode edge By specifying the target position of the anode edge with respect to the target position of the cathode edge, wherein the target position of the anode edge is located farther from the center of the membrane, as the target position of the cathode edge, it is ensured that the cathode does not project from the anode, so that the cathode edge is completely overlapped by the anode.
  • An anode projecting from the cathode does not affect the life of the membrane-electrode assembly, and especially the membrane.
  • the solution according to the invention can be further improved by various configurations which are advantageous in each case and can be combined with one another as desired.
  • desired positions of opposing anode edges may be located farther from the center of the diaphragm than desired positions of each other
  • the membrane is protected on opposite sides of the membrane-electrode assembly from premature wear, as on the two opposite sides not the cathode, but the anode protrudes.
  • the anode is longer or wider than the cathode. Lengths or widths of the anode and cathode each extend in the same direction.
  • anode and the cathode can be a distance of each other
  • opposite anode edges are dimensioned to each other larger than a distance of the opposite cathode edges to each other, wherein the distances are parallel to each other. This makes it easy to make an anode, the longer or wider than the cathode.
  • anodes and cathodes can be tailored accordingly. So the anode can be two of each other
  • Membrane is thereby reliably prevented on two opposite sides of the membrane-electrode unit.
  • the desired positions of two anode edges pointing in different directions can be provided further away from the center of the membrane than desired positions of correspondingly aligned cathode edges.
  • the anode edges for example, a longitudinal end and lateral side of the anode, so may protrude from the cathode.
  • the anode is preferably placed overhanging all cathode edges so that the anode can protrude from all edges of the cathode. Premature wear of the
  • the anode is thereby reliably prevented on all sides of the membrane-electrode assembly.
  • the anode can therefore be longer and wider than the cathode.
  • Target position intervals specified In order to be able to produce the membrane-electrode unit according to the invention safely in such a method, the desired positions of the
  • Anodenrandes and the cathode edge are each desired positions of desired position intervals, wherein the desired position intervals are specified without overlap.
  • the desired position intervals of the anode and cathode edges pointing in the same direction preferably do not overlap and may even be arranged at a distance from each other.
  • the anode can be arranged projecting from the cathode according to their desired position.
  • the supernatant of the anode can be between 0.5 mm and 5 mm and, for example, 1 mm, 2 mm, 3 mm or 4 mm.
  • the maximum or most likely inaccuracy with which the anode is placeable relative to the cathode may correspond to the overhang and in particular to the target overhang, that is, for example, to the least protrusion occurring in a placement process.
  • Figure 1 is a schematic drawing of an embodiment of an inventive
  • Figure 2 is a schematic representation of a manufacturing method according to the invention.
  • Figure 3 is a schematic representation of an embodiment of an inventive
  • Fuel cell in a motor vehicle Fuel cell in a motor vehicle.
  • FIG. 1 shows a membrane-electrode unit 1 according to the invention with a membrane 2 which is arranged between an anode 3 and a cathode 4 of the membrane-electrode unit 1.
  • a membrane holder 5 of the membrane electrode assembly 1 In or against a longitudinal direction L of the membrane 2 of the anode 3 and the cathode 4 protruding end portions 2 ', 2 "of the membrane 2 may be held by a membrane holder 5 of the membrane electrode assembly 1, wherein the membrane holder 5 in the sectional view of Figure 1 opposite holding plates 5 ', 5 "can have, between which the end portions 2', 2" can be arranged.
  • the anode 3 In the longitudinal direction L and seen from a center Z of the membrane 2, the anode 3 has an anode edge 6 at which the anode 3 ends, for example, with an end portion 3 '.
  • the cathode 4 is formed with a cathode edge 7, at which the cathode 4 ends and the like the anode edge 6 seen from the center Z of the membrane 2 in the
  • the respective position of the anode edge 6 and the cathode edge 7 are set by desired positions S A , S K , the target position S A of the anode edge 6 seen from the center Z is arranged behind the target position S K of the cathode edge 7.
  • the desired positions S A , S K have a distance dS to each other. At least with her
  • the holding plates 5 ', 5 "according to the illustrated embodiment are in each case at the anode 3 or at the cathode 4. Even if a gap should be present between one of the holding plates 5', 5" and the anode 3 or the cathode 4 the membrane 2 lying in the region of the gap is not removed there during operation of the membrane-electrode unit 1, since the cathode 4 does not extend into a region opposite the gap.
  • the distance dS is preferably dimensioned such that the desired position intervals of the anode and cathode edges 6, 7 pointing in the same direction do not overlap or overlap only slightly.
  • the yield in the production of the membrane electrode assembly 1 can be at least improved.
  • the anode 3 can be formed with a further end section 3", which projects from the cathode 4 against the longitudinal direction L and from the center Z of the membrane 2. Contrary to the longitudinal direction L, the anode 3 thus has an anode edge 6 '. on, whose target position S ' A seen from the center Z from behind a
  • Target position S ' K of a cathode edge 7' of the cathode 4 is located, so that the desired positions S ' A , S' K have a distance dS 'to each other. Again, the desired positions S ' A , S' K
  • Target positions of desired position intervals wherein the desired position intervals do not overlap or only slightly overlap.
  • the distance dS 'of the desired positions S' A, S ' K is to be dimensioned accordingly.
  • a length L A of the anode 3 may be greater than a length L K of the cathode 4. centers of the anode 3 and the cathode 4 can in a direction transverse to the longitudinal direction L stacking direction S of the membrane electrode assembly.
  • membrane 2 In the stacking direction S, membrane 2, anode 3 and cathode 4 are arranged one behind the other.
  • Cathode edges 6, 7, 6 ', 7' in and / or opposite to the longitudinal direction L at least one desired position of an anode edge extending parallel to the longitudinal direction L further from the center Z can be specified as a target position of a pointing in the same direction cathode edge.
  • Transverse to the longitudinal direction L for example, a perpendicular to the plane oriented width direction of the membrane 2 run, the sake of clarity but not shown.
  • the at least one anode edge optionally projecting from the cathode 4 in the width direction and the corresponding cathode edge may both face in the width direction or in the width direction.
  • the anode 3 may be formed longer and / or wider than the cathode 4, so that the anode 3 may protrude from the cathode 4 at several and in particular at all its edges.
  • Figure 2 shows an embodiment of a method according to the invention schematically as a flow chart.
  • elements that are in function and / or construction the elements of
  • the method 10 starts with a first method step 11.
  • the membrane 2 is arranged in the method step 1 1 between the anode 3 and the cathode 4 or at least for further
  • method step 1 1 is a method step 12, in which target positions S A , S K are predetermined for at least one anode edge 6 and a cathode edge 7.
  • the anode edge 6 and the cathode edge 7 are arranged according to the predetermined desired positions S A , S K.
  • FIG 3 shows an embodiment of a fuel cell according to the invention schematically.
  • elements which correspond in function and / or construction to the elements of the embodiment of Figure 1 the same reference numerals are used.
  • FIG. 3 schematically shows a fuel cell 20 according to the invention with the membrane electrode assembly 1.
  • the fuel cell 20 is shown by way of example as a fuel cell 20 of a motor vehicle 21.
  • the fuel cell 20 may comprise a plurality of membrane-electrode units 1, of which individual, several or all may be configured according to the invention. LIST OF REFERENCE NUMBERS

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Membran-Elektroden-Einheit (1) mit einer Membran (2), einer Anode (3) und einer Kathode (4), sowie ein Verfahren zu deren Herstellung, eine Brennstoffzelle mit einer Membran-Elektroden-Einheit (1) und ein Kraftfahrzeug mit einer Brennstoffzelle. Um die Membran-Elektroden-Einheit (1) einfach und mit einer hohen Lebensdauer herstellen zu können, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass eine Sollposition (SA) eines Anodenrandes (6) weiter von einem Zentrum (Z) der Membran (2) angeordnet wird, als eine Sollposition (SK) eines Kathodenrandes (7), sodass die Anode (3) vom Kathodenrand (7) vorspringt.

Description

Beschreibung
Verfahren zum Herstellen einer Membran-Elektroden-Einheit, Membran-Elektroden-Einheit, Brennstoffzelle und Kraftfahrzeug mit Brennstoffzelle
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Membran-Elektroden-Einheit für eine Brennstoffzelle, bei dem eine Membran zwischen einer Anode und einer Kathode angeordnet wird, und bei dem Sollpositionen von in dieselbe Richtung weisenden Anoden- und
Kathodenrändern vorgegeben werden. Ferner betrifft die Erfindung eine Membran-Elektroden- Einheit mit einer Anode, einer Kathode und einer zwischen der Anode und der Kathode angeordneten Membran. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Brennstoffzelle mit einer Membran-Elektroden-Einheit. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einer Brennstoffzelle.
Verfahren zum Herstellen von Membran-Elektroden-Einheiten für Brennstoffzellen sind allgemein bekannt und beispielsweise in DE 10 2004 034 139 A1 und DE 10 2005 043 127 A1 offenbart.
Beim Herstellen der Membran-Elektroden-Einheit ist darauf zu achten, dass Kathode und Anode auf gleicher Höhe enden, also deren in dieselbe Richtung weisende Ränder miteinander fluchten. Ragt die Kathode über die Anode hinaus, wird hierdurch die Lebensdauer der Membran und somit der Membran-Elektroden-Einheit nämlich negativ beeinflusst. Ist die Membran einseitig von der Kathode überdeckt und auf der der Kathode gegenüberliegenden Seite nicht durch andere Bauteile der Membran-Elektroden-Einheit, etwa die Anode oder ein Membranhalter, abgedeckt, so wird die freiliegende Membran im Betrieb der Brennstoffzelle abgetragen. Hierdurch nimmt die Dicke der Membran ab. Ist die Membran zu dünn oder gar vollständig abgetragen, so erzeugt dies eine Fehlfunktion der Membran-Elektroden-Einheit. Eine genaue Positionierung der Anoden- und der Kathodenränder ist jedoch sehr aufwendig.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Membran-Elektroden-Einheit und ein Verfahren zu deren Herstellung bereitzustellen, wobei die Membran-Elektroden-Einheit einfach und mit einer hohen Lebensdauer herstellbar ist.
Diese Aufgabe wird für das eingangs genannte Verfahren dadurch gelöst, dass die Sollposition des Anodenrandes weiter entfernt von einem Zentrum der Membran angeordnet wird, als die Sollposition des Kathodenrandes. Für die eingangs genannte Membran-Elektroden-Einheit ist diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Anode von einem Rand der Kathode vorspringend angeordnet ist. Ferner ist die Aufgabe für die Brennstoffzelle dadurch gelöst, dass die
Membran-Elektroden-Einheit eine erfindungsgemäße Membran-Elektroden-Einheit ist.
Schließlich ist die Aufgabe für das eingangs genannte Kraftfahrzeug dadurch gelöst, dass die Brennstoffzelle eine erfindungsgemäße Brennstoffzelle ist.
Durch die Vorgabe der Sollposition des Anodenrandes mit Bezug auf die Sollposition des Kathodenrandes, wobei die Sollposition des Anodenrandes weiter entfernt vom Zentrum der Membran angeordnet ist, als die Sollposition des Kathodenrandes, ist sichergestellt, dass die Kathode nicht von der Anode vorspringt, sodass der Kathodenrand vollständig von der Anode überlappt wird. Eine von der Kathode vorspringende Anode beeinträchtigt die Lebensdauer der Membran-Elektroden-Einheit und insbesondere der Membran nicht. Selbst wenn bei der Montage der Membran-Elektroden-Halter beispielsweise zwischen dem die Membran haltenden Membranhalter und der Anode eine Lücke entsteht, erstreckt sich auf der von der Anode abgewandten Seite der Membran die Kathode nicht bis zur Lücke, sodass die Membran im Betrieb an der Lücke nicht abgetragen wird. Ein Abtragen der Membran wird sogar bei einem ungenau angeordneten Membranhalter sicher verhindert.
Die erfindungsgemäße Lösung kann durch verschiedene, jeweils für sich vorteilhafte, beliebig miteinander kombinierbare Ausgestaltungen weiter verbessert werden. Auf diese
Ausgestaltungsformen und die mit ihnen verbundenen Vorteile ist im Folgenden eingegangen.
So können Sollpositionen von einander gegenüberliegenden Anodenrändern weiter vom Zentrum der Membran entfernt angeordnet werden als Sollpositionen von einander
gegenüberliegend angeordneten Kathodenrändern. Folglich ist die Membran an einander gegenüberliegenden Seiten der Membran-Elektroden-Einheit vor vorzeitigem Verschleiß geschützt, da an den beiden einander gegenüberliegenden Seiten nicht die Kathode, sondern die Anode vorspringt. Hierzu ist die Anode beispielsweise länger oder breiter ausgebildet als die Kathode. Längen beziehungsweise Breiten von Anode und Kathode erstrecken sich dabei jeweils in dieselbe Richtung.
Bei der Herstellung der Anode und der Kathode kann ein Abstand der einander
gegenüberliegenden Anodenränder zueinander größer bemessen werden als ein Abstand der einander gegenüberliegenden Kathodenrändern zueinander, wobei die Abstände parallel zueinander verlaufen. Hierdurch lässt sich einfach eine Anode herstellen, die länger beziehungsweise breiter ist als die Kathode. Beispielsweise können Anoden und Kathoden entsprechend zugeschnitten werden. Die Anode kann also von zwei einander
gegenüberliegenden Rändern der Kathode vorspringen. Ein vorzeitiger Verschleiß der
Membran ist hierdurch an zwei einander gegenüberliegenden Seiten der Membran-Elektroden- Einheit sicher verhindert.
Alternativ oder zusätzlich können die Sollpositionen von zwei in unterschiedliche Richtungen weisenden Anodenrändern weiter entfernt vom Zentrum der Membran vorgesehen werden als Sollpositionen von entsprechend ausgerichteten Kathodenrändern. Die Anodenränder, beispielsweise ein Längsende und laterale Seite der Anode, können also von der Kathode vorstehen.
Die Anode wird vorzugsweise an allen Kathodenrändern überstehend angeordnet, sodass die Anode von allen Rändern der Kathode vorspringen kann. Ein vorzeitiger Verschleiß der
Membran ist hierdurch an allen Seiten der Membran-Elektroden-Einheit sicher verhindert. Die Anode kann also länger und breiter sein als die Kathode.
Bei gängigen Herstellungsverfahren sind oftmals nicht einzelne vorgegebene Sollpositionen immer genau erreichbar. Um den Ausschuss zu reduzieren, werden vielmehr
Sollpositionsintervalle vorgegeben. Um die erfindungsgemäße Membran-Elektroden-Einheit bei einem solchen Verfahren sicher herstellen zu können, können die Sollpositionen des
Anodenrandes und des Kathodenrandes jeweils Sollpositionen von Sollpositionsintervallen sein, wobei die Sollpositionsintervalle überlappungsfrei vorgegeben werden. Insbesondere die Sollpositionsintervalle der in dieselbe Richtung weisenden Anoden- und Kathodenränder überlappen sich vorzugsweise nicht und können sogar beabstandet zueinander angeordnet sein.
Insbesondere an wenigstens einem Rand, an dem die Membran nach der Montage des
Membran-Elektroden-Halters freiliegen könnte, kann die Anode entsprechend ihrer Sollposition von der Kathode überstehend angeordnet werden. Der Überstand der Anode kann dabei zwischen 0,5 mm und 5 mm und beispielsweise 1 mm, 2 mm, 3 mm oder 4 mm betragen. Die maximale oder die wahrscheinlichste Ungenauigkeit, mit der die Anode relativ zur Kathode platzierbar ist, kann dem Überstand und insbesondere dem Sollüberstand, also zum Beispiel dem geringsten bei einen Platzierprozess auftretenden Überstand, entsprechen. Im Folgenden ist die Erfindung beispielhaft anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die Zeichnungen erläutert. Die unterschiedlichen Merkmale der Ausführungsformen können dabei unabhängig voneinander kombiniert werden, wie es bei den einzelnen vorteilhaften Ausgestaltungen bereits dargelegt wurde.
Es zeigen:
Figur 1 eine schematische Zeichnung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen
Membran-Elektroden-Einheit in einer Schnittdarstellung;
Figur 2 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens;
und
Figur 3 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen
Brennstoffzelle in einem Kraftfahrzeug.
Zunächst sind Aufbau und Funktion einer erfindungsgemäßen Membran-Elektroden-Einheit mit Bezug auf das Ausführungsbeispiel der Figur 1 beschrieben.
Figur 1 zeigt eine erfindungsgemäße Membran-Elektroden-Einheit 1 mit einer Membran 2, die zwischen einer Anode 3 und einer Kathode 4 der Membran-Elektroden-Einheit 1 angeordnet ist. In beziehungsweise entgegen einer Längsrichtung L der Membran 2 von der Anode 3 beziehungsweise der Kathode 4 überstehende Endabschnitte 2', 2" der Membran 2 können durch einen Membranhalter 5 der Membran-Elektroden-Einheit 1 gehalten sein, wobei der Membranhalter 5 in der Schnittdarstellung der Figur 1 einander gegenüberliegende Halteplatten 5', 5" aufweisen kann, zwischen denen die Endabschnitte 2', 2" angeordnet sein können.
In der Längsrichtung L und von einem Zentrum Z der Membran 2 aus gesehen, weist die Anode 3 einen Anodenrand 6 auf, an dem die Anode 3 beispielsweise mit einem Endabschnitt 3' endet. Die Kathode 4 ist mit einem Kathodenrand 7 ausgebildet, an dem die Kathode 4 endet und der wie der Anodenrand 6 vom Zentrum Z der Membran 2 aus gesehen in die
Längsrichtung L weist. Vom Zentrum Z aus gesehen liegt der Anodenrand 6 hinter dem
Kathodenrand 7. Die jeweilige Position des Anodenrandes 6 und des Kathodenrandes 7 sind durch Sollpositionen SA,SK vorgegeben, wobei die Sollposition SAdes Anodenrandes 6 vom Zentrum Z aus gesehen hinter der Sollposition SKdes Kathodenrandes 7 angeordnet ist. Die Sollpositionen SA,SK weisen einen Abstand dS zueinander auf. Zumindest mit ihrem
Endabschnitt 3' kann die Anode 3 also in der Längsrichtung L von der Kathode 4 vorspringen. Die Halteplatten 5', 5" liegen gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel jeweils an der Anode 3 beziehungsweise an der Kathode 4 an. Selbst wenn zwischen einer der Halteplatten 5', 5" und der Anode 3 oder der Kathode 4 eine Lücke vorhanden sein sollte, wird die im Bereich der Lücke liegende Membran 2 dort im Betrieb der Membran-Elektroden-Einheit 1 nicht abgetragen, da sich die Kathode 4 nicht bis in einen Bereich gegenüberliegend der Lücke erstreckt.
Sind die Sollpositionen SA,SK Sollpositionen von Sollpositionsintervallen, so ist der Abstand dS vorzugsweise so bemessen, dass sich die Sollpositionsintervalle der in dieselbe Richtung weisenden Anoden- und Kathodenränder 6, 7 nicht oder nur geringfügig überlappen.
Überlappen sich die Sollpositionsintervalle nicht, so kann ausgeschlossen sein, dass die Kathode 4 über der Anode 3 übersteht. Überlappen sich die Sollpositionsintervalle geringfügig, so ist das Risiko gering, dass die Kathode 4 übersteht. Hierdurch lässt sich die Ausbeute bei der Herstellung der Membran-Elektroden-Einheit 1 zumindest verbessern.
Entgegen der Längsrichtung L kann die Anode 3 mit einem weiteren Endabschnitt 3" ausgebildet sein, der von der Kathode 4 entgegen der Längsrichtung L und vom Zentrum Z der Membran 2 aus gesehen übersteht. Entgegen der Längsrichtung L weist die Anode 3 also einen Anodenrand 6' auf, dessen Sollposition S'A vom Zentrum Z aus gesehen hinter einer
Sollposition S'K eines Kathodenrandes 7' der Kathode 4 liegt, sodass die Sollpositionen S'A, S'K einen Abstand dS' zueinander aufweisen. Auch hier können die Sollpositionen S'A,S'K
Sollpositionen von Sollpositionsintervallen sein, wobei sich die Sollpositionsintervalle nicht oder nur geringfügig überlappen. Der Abstand dS' der Sollpositionen S'A, S'K ist entsprechend zu dimensionieren.
Weist die Anode 3 nicht nur in einer Richtung, sondern in und entgegen der Längsrichtung L vorspringende Endabschnitte 3', 3" auf, so kann eine Länge LA der Anode 3 größer sein, als eine Länge LK der Kathode 4. Zentren der Anode 3 und der Kathode 4 können in einer quer zur Längsrichtung L verlaufenden Stapelrichtung S der Membran-Elektroden-Einheit 1
hintereinander angeordnet sein, sodass die Zentren von Anode 3 und Kathode 4 mit dem Zentrum Z der Membran 2 im Wesentlichen fluchten. In der Stapelrichtung S sind Membran 2, Anode 3 und Kathode 4 hintereinander angeordnet.
Alternativ oder zusätzlich zu den Sollpositionen SA, SK, S'A, S'K der Anoden- und der
Kathodenränder 6, 7, 6', 7' in und/oder entgegen der Längsrichtung L kann auch wenigstens eine Sollposition eines parallel zur Längsrichtung L verlaufenden Anodenrandes weiter vom Zentrum Z entfernt vorgegeben werden als eine Sollposition einer in dieselbe Richtung weisenden Kathodenrandes. Quer zur Längsrichtung L kann beispielsweise eine senkrecht zur Zeichenebene weisende Breitenrichtung der Membran 2 verlaufen, die der Übersichtlichkeit halber jedoch nicht dargestellt ist. Der wenigstens eine und von der Kathode 4 in der Breitenrichtung optional vorspringende Anodenrand und der entsprechende Kathodenrand können beide in die Breitenrichtung oder entgegen der Breitenrichtung weisen.
Ferner kann die Anode 3 länger und/oder breiter als die Kathode 4 ausgebildet sein, sodass die Anode 3 an mehreren und insbesondere an all ihren Rändern von der Kathode 4 vorspringen kann.
Figur 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens schematisch als ein Flussdiagramm. Für Elemente, die in Funktion und/oder Aufbau den Elementen des
Ausführungsbeispiels der Figur 1 entsprechen, sind dieselben Bezugszeichen verwendet.
Im Ausführungsbeispiel der Figur 2 startet das erfindungsgemäße Verfahren 10 mit einem ersten Verfahrensschritt 1 1 . Beispielsweise wird die Membran 2 im Verfahrensschritt 1 1 zwischen der Anode 3 und der Kathode 4 angeordnet oder zumindest für weitere
Verfahrensschritte bereitgestellt. Auf den Verfahrensschritt 1 1 folgt ein Verfahrensschritt 12, in den Sollpositionen SA, SK für mindestens einen Anodenrand 6 und einen Kathodenrand 7 vorgegeben werden. Im folgenden Verfahrensschritt 13 werden der Anodenrand 6 und der Kathodenrand 7 entsprechend der vorgegebenen Sollpositionen SA, SK angeordnet. Zur Fertigstellung der Membran-Elektroden-Einheit 1 können weitere Verfahrensschritte vorgesehen sein.
Figur 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Brennstoffzelle schematisch. Für Elemente, die in Funktion und/oder Aufbau den Elementen des Ausführungsbeispiels der Figur 1 entsprechen, sind dieselben Bezugszeichen verwendet.
Eine erfindungsgemäße Brennstoffzelle 20 zeigt Figur 3 schematisch mit der Membran- Elektroden-Einheit 1. Die Brennstoffzelle 20 ist beispielhaft als eine Brennstoffzelle 20 eines Kraftfahrzeuges 21 gezeigt.
Die Brennstoffzelle 20 kann mehrere Membran-Elektroden-Einheiten 1 aufweisen, von denen einzelne, mehrere oder alle erfindungsgemäß ausgestaltet sein können. Bezugszeichenliste
1 Membran-Elektroden-Einheit
2 Membran
3 Anode
4 Kathode
2', 2" überstehende Endabschnitte der Membran
5 Membranhalter
5', 5" Halteplatten der Membranhalter
3', 3" Endabschnitt der Anode
6, 6', Anodenrand
7, 7', Kathodenrand
10 Verfahren
1 1 Start
12 Sollposition vorgeben
13 Anodenrand, Kathodenrand anordnen
20 Brennstoffzelle
21 Kraftfahrzeug dS, dS' Abstand Sollposition
L Längsrichtung der Membran
LA Länge der Anode
LK Länge der Kathode
S Stapelrichtung
SA,S'A Sollposition Anode
SK, S'K Sollposition Kathode
Z Zentrum der Membran

Claims

Patentansprüche
1 . Verfahren (10) zum Herstellen einer Membran-Elektroden-Einheit (1 ) für eine
Brennstoffzelle (20), bei der eine Membran (2) zwischen einer Anode (3) und einer Kathode (4) angeordnet wird, und bei dem die Sollpositionen (SA, SK) von in dieselbe Richtung (L) weisenden Anoden- und Kathodenrändern (6, 7) vorgegeben werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Sollposition (SA) des Anodenrandes (6) weiter entfernt von einem Zentrum (Z) der Membran (2) angeordnet wird, als die Sollposition (SK) des Kathodenrandes (7).
2. Verfahren (10) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass Sollpositionen (SA, S'A) von einander gegenüberliegenden Anodenrändern (6, 6') weiter vom Zentrum Z der Membran (2) entfernt angeordnet werden, als Sollpositionen (SK, S'K) von einander gegenüberliegenden Kathodenrändern (7, 7').
3. Verfahren (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abstand (LA) der einander gegenüberliegenden Anodenränder (6, 6') zueinander größer bemessen wird, als ein Abstand (LK) der einander gegenüberliegenden Kathodenränder (7, 7') zueinander.
4. Verfahren (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Anode (3) an allen Kathodenrändern (7, 7') überstehend angeordnet wird.
5. Verfahren (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Sollpositionen (SA, SK) des Anodenrandes (6) und des Kathodenrandes (7) jeweils Sollpositionen von Sollpositionsintervallen sind, und die Sollpositionsintervalle überlappungsfrei vorgegeben werden.
6. Membran-Elektroden-Einheit (1 ) mit einer Anode (3), einer Kathode (4) und einer
zwischen der Anode (3) und der Kathode (4) angeordneten Membran (2), dadurch gekennzeichnet, dass die Anode (3) von einem Rand (7) der Kathode (4) vorspringend angeordnet ist.
7. Membran-Elektroden-Einheit (1 ) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Anode (3) von zwei einander gegenüberliegenden Rändern (7, 7') der Kathode (4) vorspringt.
8. Membran-Elektroden-Einheit (1 ) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Anode (3) von allen Rändern (7, 7') der Kathode (4) vorspringt.
9. Brennstoffzelle (20) mit einer Membran-Elektroden-Einheit (1 ), dadurch
gekennzeichnet, dass die Membran-Elektroden-Einheit (1 ) eine Membran-Elektroden- Einheit nach einem der Ansprüche 6 bis 8 ist.
10. Kraftfahrzeug (21 ) mit einer Brennstoffzelle (20), dadurch gekennzeichnet, dass die Brennstoffzelle (20) eine Brennstoffzelle nach Anspruch 9 ist.
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