WO2015144269A1 - Bipolar plate and fuel cell with a bipolar plate of this type - Google Patents

Bipolar plate and fuel cell with a bipolar plate of this type Download PDF

Info

Publication number
WO2015144269A1
WO2015144269A1 PCT/EP2014/078536 EP2014078536W WO2015144269A1 WO 2015144269 A1 WO2015144269 A1 WO 2015144269A1 EP 2014078536 W EP2014078536 W EP 2014078536W WO 2015144269 A1 WO2015144269 A1 WO 2015144269A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
plates
bipolar plate
coolant
channel volume
channels
Prior art date
Application number
PCT/EP2014/078536
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Emerson Gallagher
Hannes Scholz
Original Assignee
Volkswagen Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Volkswagen Ag filed Critical Volkswagen Ag
Publication of WO2015144269A1 publication Critical patent/WO2015144269A1/en

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02—Details
    • H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
    • H01M8/0267—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors having heating or cooling means, e.g. heaters or coolant flow channels
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02—Details
    • H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
    • H01M8/0258—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors characterised by the configuration of channels, e.g. by the flow field of the reactant or coolant
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04007—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids related to heat exchange
    • H01M8/04029—Heat exchange using liquids
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells

Definitions

  • the invention relates to a bipolar plate for a fuel cell, wherein the bipolar plate comprises a pair of profiled plates and each plate has a coolant side and a cell side and the two plates are arranged and connected such that channels for transporting coolant are formed between the facing coolant sides and a fuel cell with such a.
  • Fuel cells use the chemical transformation of a fuel with oxygen to water to generate electrical energy.
  • fuel cells contain as core component the so-called membrane electrode assembly (MEA for membrane electrode assembly), which is a composite of an ion-conducting, in particular proton-conducting membrane and in each case a membrane disposed on both sides of the electrode (anode and cathode).
  • MEA membrane electrode assembly
  • GDL gas diffusion layers
  • the fuel cell is formed by a multiplicity of stacked MEAs whose electrical powers are added together.
  • the fuel in particular hydrogen H 2 or a hydrogen-containing gas mixture
  • the fuel is fed to the anode, where an electrochemical oxidation of H 2 to H + takes place with emission of electrons.
  • an electrochemical oxidation of H 2 to H + takes place with emission of electrons.
  • the electrolyte or the membrane which separates the reaction spaces gas-tight from each other and electrically isolated, takes place (water-bound or anhydrous) transport of protons H + from the anode compartment in the cathode compartment.
  • the electrons provided at the anode are supplied to the cathode via an electrical line.
  • Oxygen or an oxygen-containing gas mixture is fed to the cathode, resulting in a reduction from 0 2 to O 2 " with the electrons being taken in.
  • these oxygen anions react with the protons transported through the membrane to form water From chemical to electrical energy, fuel cells achieve improved efficiency over other generators of electricity due to the Carnot factor bypass.
  • the fuel cell is formed by a plurality of individual cells arranged in the stack, so that it is also referred to as a fuel cell stack.
  • bipolar plates are arranged, which supply the individual cells with the operating media, so ensure the reactants and a coolant.
  • the bipolar plates provide an electrically conductive contact to the membrane-electrode units.
  • Bipolar plates are usually composed of a pair of profiled plates, each having a coolant side and a cell side and the two plates are arranged and connected to each other such that form between the facing coolant sides channels for the transport of coolant.
  • the plates have in their active region a grouping of grooves or channels which form open flow fields on their cell sides for distributing the reactants across the surfaces of the respective anodes and cathodes. Coolant channels are formed between the plates within the bipolar plate and distribute coolant over the fuel cell stack for cooling thereof.
  • the invention is based on the object to provide a bipolar plate for producing a fuel cell, in which the thermal mass of the coolant can be influenced or at least reduced and which in particular shows improved behavior in cold and frost starts.
  • a bipolar plate for a fuel cell which comprises a pair of profiled plates, each plate has a coolant side and a cell side, and the two plates are arranged and connected such that between the facing coolant sides channels for transporting Coolant can be formed.
  • at least one of the plates has on its coolant side a material for reducing the channel volume of the channels.
  • An inventively constructed bipolar plate is characterized in that the cross section of the coolant channels is reduced compared to conventional bipolar plates.
  • conventional bipolar plates there is a slight cooling, relative to the reactant gases. medium volume flow, also in comparison to the reactant gases, large volume available.
  • This mismatch leads in conventional bipolar plates to significant disadvantages in frost start behavior, system dynamics and coolant uniform distribution.
  • the reduction of the coolant channel cross sections compensates for these disadvantages. In particular, it leads to an increase in the frost stability of the bipolar plates and the fuel cell constructed from such as well as to a reduction in the minimum possible temperature for the startup of a fuel cell.
  • the inventively introduced into the channels of the bipolar plate material leads by displacement of coolant to a reduction of the coolant volume.
  • an additional degree of freedom of design is obtained, since the cross section of the coolant channels is no longer due to the design of the outer flow fields, but rather can be designed specifically targeted.
  • a pressure loss of the coolant during the design of the bipolar plate can be influenced by the material arrangement.
  • a bipolar plate is basically composed of two plates, which are usually connected to each other inseparably. This compound can be made for example by gluing, welding and / or by pressing.
  • the plates have a profiling structure which forms coolant channels on the mutually facing sides and forms open channels on the opposite sides of the cell sides, which form a flow field for the reaction media or else reactant gases.
  • the bipolar plate forms a separator between two active cells.
  • one of the plates of a bipolar plate is adjacent to a cathode space, and is therefore also referred to as a cathode plate, while the plate connected to this cathode plate is adjacent to an anode space, and thus is referred to as an anode plate.
  • the plates can also be connected to each other via profile-related webs, which at the same time separate the channels between the plates.
  • a material for reducing a channel volume is introduced on the coolant side of the plates, ie ultimately between the plates.
  • Channel volume is significantly caused by displacement of the coolant through the material.
  • the material communicates with at least one of the plates.
  • the material is therefore preferably arranged on the cathode plate and / or the anode plate.
  • the material which reduces the channel volume has a thermal conductivity ⁇ of at least 1 W / mK.
  • the decisive total thermal resistance of an individual cell is measured over the entire cell height, ie over the distance between the catalyst layer (at which the heat to be dissipated arises) and the coolant in the coolant channels.
  • the total thermal resistance is thus made up of the individual thermal conductivities (or thermal resistances) of the
  • the displacement material is now preferably chosen so that its thermal conductivity is significantly greater than that of the gas diffusion layer (or its thermal resistance is significantly lower than that of the GDL). Thus, the total thermal resistance almost does not change. This has the advantage that no volume, weight or performance penalty arise.
  • the thermal conductivity of common gas diffusion layers is in the range of 0.1 W / mK. It has now been shown that the introduction of channel volume decreasing
  • Material in the region between the plates of a bipolar plate is particularly advantageous if the material has a thermal conductivity lambda ⁇ of at least an order of magnitude greater than that of the gas diffusion layer used, that is preferably 1 W / mK.
  • the channel volume reducing material comprises carbon black, graphite composite, silicon carbide, aluminum nitrite, metal foam and / or a thermally conductive polymer.
  • a graphite composite is particularly preferred.
  • graphite composite means any mixture of carbon and a binder which has a high thermal conductivity
  • graphite composites are included which are also used in the production of conventional electrodes and are therefore accessible to the person skilled in the art.
  • reducing material is in the form of a coating.
  • the advantage of this embodiment is that coatings are easy and especially evenly applied to structured surfaces.
  • the coating can in principle be carried out by means of all known coating methods.
  • the coating by injection molding, by chemical methods, but also by spraying, printing, knife coating, rolling, brushing, brushing or sputtering is preferred.
  • the selection of the method depends in particular on the selected material. If, for example, a thermally conductive polymer is used as the coating, then it is preferably applied in the liquid state by spraying, printing, by means of injection molding or the like.
  • the coating has a thickness which preferably corresponds to at least 10% of a channel diameter.
  • the coating is arranged over a large area on at least one of the plates, it comes all over the surface to a contact between the coating and the plate, so that the coolant in the region of the coating preferably has no direct contact with the plate.
  • the coating can be applied before and / or after assembling and connecting the plates to the bipolar plate.
  • the coating has a material thickness which is not homogeneous over the channel surface.
  • the material has a sealing and / or adhesive function.
  • This embodiment has the advantage that an additional welding to connect the plates can be omitted. This may additionally have a positive influence on a temperature profile of the plate and on the cold or frost start behavior of the bipolar plate or fuel cell, since the thermal mass of the bipolar plate is reduced. Furthermore, a working step can be saved by this embodiment and thus the productivity can be increased.
  • welding is one
  • materials are preferred for coating, which can be applied in liquid or molten or highly viscous form.
  • the liquid is applied to the coolant side of at least one of the plates.
  • the adhesive and / or sealing function is then achieved during assembly, in particular compression, of the panels in the areas in which the still liquid or cured coating makes contact with the opposite panel. Is the
  • the coating For the sealing and / or connecting effect of the coating, it may be irrelevant whether the coating also exists on the webs after the pressing, or of these is pushed out and was displaced in an area near the jetties within the canals.
  • reducing material comprises a porous material, preferably a porous material having an open pore structure, which partially or completely lines the channels.
  • the advantage of this embodiment is, in particular, that the material which reduces the channel volume can also be introduced or applied subsequently into the channels after assembly of the plates. However, it is also preferred that the porous material is applied to at least one of the plates before assembling the plates.
  • the porous material is a substance which, in solid form, has a large number of pores, which are designed to enable a transport of coolant, in particular of water. These may be micro-, meso- and
  • Macropores act, with the dominance of one of the pores is just as preferred as a uniform occurrence of all three types of pores.
  • the porous material may be applied in liquid form as a coating on at least one of the plates, the porous structure of the material being set upon curing.
  • An example here are metal foams.
  • the material can be introduced into the channels in granular form, the granules preferably having small diameters, so that cavities formed between the granules are preferably at most two orders of magnitude larger than an average pore diameter of the porous material.
  • the channel volume reducing material extends only partially over the coolant side.
  • this embodiment allows control of condensate formation during operation of a fuel cell.
  • regions of the coolant side of at least one of the plates are defined, which in turn both
  • Coolant side at least one of the plates either webs or channel bottoms are coated. Particularly preferred is the uniform coating of a
  • Heat exchange between coolant and electrode area influenced by the arrangement of the channel volume reducing material is influenced by the arrangement of the channel volume reducing material.
  • an electrical line between the plates of a bipolar plate is crucial for the operation in a fuel cell. Both the thermal and the electric line are achieved in particular via the resulting in the region of the webs, preferably direct connection between the plates.
  • the channel volume extends
  • the channel volume reducing material is a porous material.
  • the absence of channel volume reducing material in the region of the webs can be achieved in different ways. For example, in a first step, a coating over the entire surface, so also in the region of the webs, take place. In a second step, the coating in the region of the webs can then be removed again. This removal can be done for example by removal, such as by doctoring, the coating in the region of the webs. Alternatively, the coating can be removed from the areas of the lands by placing the tiles together after application of the coating be pressed. Depending on the viscosity of the coating and of the
  • the plates comprise a metallic material.
  • plates for bipolar plates are made of either metallic materials or graphitic carbon.
  • Metallic materials are characterized by the fact that they are
  • bipolar plates made of metallic materials are recyclable.
  • the term metallic material is used for alloys, for pure metals as well as for intermetallic phases. It therefore applies to all materials which have the following characteristic metallic substance properties in solid or liquid form: high electrical conductivity, which decreases with increasing temperature; high thermal conductivity and especially high ductility. These properties are based on the fact that the cohesion of the atoms in question takes place with the metallic bond, the most important feature of which are the freely moving electrons in the lattice.
  • the invention further relates to a fuel cell having at least one bipolar plate in one of the embodiments described above.
  • a fuel cell according to the invention is distinguished, in particular, by an improved cold and frost start behavior compared to conventional fuel cells.
  • a minimum temperature for the startup of the fuel cell compared to conventional fuel cells is significantly reduced.
  • cost-effective metallic materials can be used for the bipolar plates of the fuel cell without being disadvantageous in terms of performance parameters or service life. Further preferred embodiments of the invention will become apparent from the remaining, mentioned in the dependent claims characteristics.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a fuel cell stack according to the prior art
  • FIG. 2 shows a schematic cross-sectional view of a section of a bipolar plate according to the prior art
  • FIG. 3 shows a schematic cross-sectional view of a section of a bipolar plate according to a first embodiment of the invention
  • FIG. 4 shows a schematic cross-sectional view of a section of a bipolar plate according to a second embodiment of the invention
  • FIG. 5 shows a schematic cross-sectional view of a section of a bipolar plate according to a third embodiment of the invention
  • FIG. 6 shows a schematic cross-sectional view of a section of a bipolar plate according to a fourth embodiment of the invention
  • Figure 7 is a schematic cross-sectional drawing of a section of a bipolar plate according to a further embodiment of the invention.
  • Figure 8 is a schematic cross-sectional view of a preferred embodiment
  • FIG. 1 shows a highly schematic representation of such a fuel cell stack according to the prior art.
  • the fuel cell stack 100 comprises a first end plate 1 1 1 and a second end plate 1 12. Between the end plates 1 1 1, 1 12 a plurality of stacked stack elements is arranged, which bipolar plates 1 13 and membrane Electrode units 1 14 include.
  • the bipolar plates 1 13 are alternately stacked with the membrane electrode units 1 14.
  • the membrane-electrode assemblies 14 each comprise a membrane and electrodes adjoining the membrane on both sides, namely an anode and a cathode (not shown). Adjacent to the membrane, the membrane electrode units 1 14 can also have gas diffusion layers (also not shown). Between the bipolar plates 1 13 and membrane electrode assemblies 1 14 are respectively
  • Seal elements 1 15 arranged, which seal the anode and cathode chambers gas-tight to the outside. Between the end plates 1 1 1 and 1 12 of the fuel cell stack 100 by means of tension elements 1 16, z. B. tie rods or clamping plates, pressed.
  • FIG. 1 only the narrow sides of the bipolar plates 13 and the membrane electrode units 14 are visible.
  • the main sides of the bipolar plates 1 13 and the membrane electrode assemblies 1 14 abut each other.
  • the representation in FIG. 1 is partly not dimensionally true.
  • a thickness of a single cell, consisting of a bipolar plate 1 13 and a membrane electrode assembly 1 14, a few mm, the membrane electrode assembly 1 14 is the much thinner component.
  • FIG. 2 shows a section of a conventional bipolar plate 1 13 in a schematic cross-sectional view in the active area.
  • the fuel cell 100 comprises two profiled plates 1 1, which each have a coolant side 1 1 a and a cell side 1 1 b.
  • the plates have shown in the embodiment of a wave profile and are preferably made of a metallic material.
  • the plates 1 1 are composed such that the coolant sides 1 1 a of the two plates 1 1 facing each other.
  • the plates form 1 1 channels 12, which are separated by webs 16 from each other.
  • the channels 12 are designed to be in operation as a fuel cell coolant 13th
  • an anode space or a cathode space is formed on the cell side.
  • the plate 1 1 is referred to as an anode or cathode plate.
  • the channel cross section of Coolant channels 12 and thus the amount of guided coolant 13 in the illustrated conventional bipolar plate 1 13 significantly by the structure of the cells on the sides 1 1 b formed open channels (anode or cathode channels) conditionally.
  • Figure 3 shows a preferred embodiment of a bipolar plate 10 according to the invention, wherein the same reference numerals are used for matching elements.
  • the main difference consists in a channel volume reducing material 14, which is arranged in the channel bottoms of the coolant side 1 1 a one of the plates 1 1.
  • the channel volume reducing material 14 is arranged exclusively in the channel bottoms of the channels.
  • the channel volume reducing material 14 can be arranged both on the coolant side 1 1 a of the cathode and the anode plate 1 1.
  • the channel volume reducing material 14 shown in Figure 3 is a non-porous, coated material which occupies a portion of preferably at least 10% of the channel volume.
  • the channel volume reducing material 14 reduces, depending on the thickness in which it is applied to the coolant side 1 1 a, the cross section of the channel 12 and thus the transported coolant volume. Depending on the thermal conductivity of the channel volume reducing material 14, the choice of plate to which the channel volume reducing material 14 is selectively applied affects the flow pattern and hence the cooling behavior on the plates.
  • the channel volume reducing material 14, as shown in Figure 4 be applied to the coolant sides 1 1 a of both plates 1 1.
  • the coatings of channel volume reducing material 14 shown in FIGS. 3 and 4 are formed by applying the material in liquid form, for example, by
  • FIG. 5 shows a bipolar plate 10 according to the invention in a further embodiment.
  • the channel volume reducing material 14 is also designed as a coating, and the coating was applied before contacting the plates 1 1, at least within the active area of the bipolar plate 10 over the entire surface on the coolant side 1 1 a of the plates.
  • It can be chosen a material which is liquid or at least viscous during application. Even before curing of the material, the plates are pressed against each other on the coolant side, so that the channel volume reducing material 14 is pushed out of the region of the webs 16.
  • the channel volume reducing material 14 unlike the embodiment shown in Figure 3, not only in the channel bottom of one of the plates, but also arranged in a region near the web of the other plate.
  • used material 14 is formed in this area between the plates 1 1 a sealing and / or adhesive connection. In the region of the webs 16, the plates 11 are in contact with each other, as in other embodiments shown.
  • the channel volume reducing material 14 is as explained in Figure 5 in a liquid or at least viscous state on the coolant side 1 1 a of the plates 1 1 applied. In contrast to Figure 5, however, the material is removed before assembly of the plates 1 1 before or after the curing of the material in the region of the webs.
  • a suitable method for removing the channel volume reducing material 14 is, for example, doctoring.
  • the material 14 may have a sealing function in the finished bipolar plate 10 in addition to the channel volume decreasing function.
  • the channel volume reducing material 14 may be present as a porous material.
  • FIG. 7 shows a possible embodiment in which the porous, channel-volume-reducing material 14 in the illustrated area lines the entire channel 12.
  • the coolant volume is defined in this embodiment by the number and size of the pores 17 of the material 14.
  • the channel volume reducing material 14 can be done for this purpose, for example by spraying a foam into the channels 12 of a composite bipolar plate.
  • porous channel volume reducing material 14 may be introduced into channels 12 in granular form.
  • Another alternative for introducing a porous, channel volume reducing material 14 into the channels 12 of a bipolar plate 10 provides the outlined in Figure 8 method.
  • the preferably porous, channel volume reducing material 14 may be applied in at least viscous form on the coolant side 1 1 a of one or both plates 1 1 of the bipolar plate 10.
  • the channels 12 are completely or partially filled with the material 14.
  • the lands between the channels are not coated with channel volume reducing material 14.
  • the plates 1 1 are placed over one another and optionally pressed.
  • the channel volume reducing material 14 may preferably be fully cured at the time of assembly of the plates 11, as thus the material 14 remains in the area defined by the application.
  • the plates 1 1 of the bipolar plate 10 are not the same.
  • the structure on the cell side 1 1 b and the coolant side 1 1 a is not symmetrical.
  • One of the plates shows
  • Coolant side a profile in which the webs 16 are wider than the channel bottoms, while the other plate 1 1 shows a reverse image.
  • the resulting due to the composition of such plates 1 1 coolant channels 12 are also not symmetrical.
  • contact between channel volume reducing material 14 and opposing plate 11 may occur if the channel volume reducing material 14 on the coolant side 11a of that plate 11 was arranged, which has the larger, especially wider channel bottoms.
  • the channel volume reducing material 14 may perform a sealing and / or bonding function, depending on the type of material, in addition to a refrigerant displacing.
  • a material having heat conductivities ⁇ of at least 1 W / mk is preferably used as the channel volume reducing material 14.
  • Such materials are in particular carbon black, graphite composite, silicon carbide, aluminum nitrite,

Abstract

The invention relates to a bipolar plate (10) for a fuel cell, wherein the bipolar plate (10) comprises a pair of profiled plates (11) and each plate (11) has a coolant side (11a) and a cell side (11b), and both plates (11) are arranged with respect to one another and connected in such a way that channels (12) for transporting coolant are formed between the coolant sides (11a) that face one another, and a fuel cell with a bipolar plate of this type. The invention provides that at least one of the plates (11) has on its coolant side (11a) a material (14) for reducing a channel volume of the channels (12).

Description

Beschreibung  description
Bipolarplatte sowie Brennstoffzelle mit einer solchen Bipolar plate and fuel cell with such a
Die Erfindung betrifft Bipolarplatte für eine Brennstoffzelle, wobei die Bipolarplatte ein Paar von profilierten Platten umfasst und jede Platte eine Kühlmittelseite und eine Zellseite aufweist und die beiden Platten derart angeordnet und verbunden sind, dass zwischen den einander zugewandten Kühlmittelseiten Kanäle zum Transport von Kühlmittel ausgebildet werden sowie eine Brennstoffzelle mit einer solchen. The invention relates to a bipolar plate for a fuel cell, wherein the bipolar plate comprises a pair of profiled plates and each plate has a coolant side and a cell side and the two plates are arranged and connected such that channels for transporting coolant are formed between the facing coolant sides and a fuel cell with such a.
Brennstoffzellen nutzen die chemische Umsetzung eines Brennstoffs mit Sauerstoff zu Wasser, um elektrische Energie zu erzeugen. Hierfür enthalten Brennstoffzellen als Kernkomponente die sogenannte Membran-Elektroden-Einheit (MEA für membrane electrode assembly), die ein Verbund aus einer ionenleitenden, insbesondere protonenleitenden Membran und jeweils einer beidseitig an der Membran angeordneten Elektrode (Anode und Kathode) ist. Zudem können Gasdiffusionsschichten (GDL) beidseitig der Membran-Elektroden-Einheit an den, der Membran abgewandten Seiten der Elektroden angeordnet sein. In der Regel wird die Brennstoffzelle durch eine Vielzahl, im Stapel (Stack) angeordneter MEAs gebildet, deren elektrische Leistungen sich addieren. Im Betrieb der Brennstoffzelle wird der Brennstoff, insbesondere Wasserstoff H2 oder ein wasserstoffhaltiges Gasgemisch, der Anode zugeführt, wo eine elektrochemische Oxidation von H2 zu H+ unter Abgabe von Elektronen stattfindet. Über den Elektrolyten oder die Membran, welche die Reaktionsräume gasdicht voneinander trennt und elektrisch isoliert, erfolgt ein (wassergebundener oder wasserfreier) Transport der Protonen H+ aus dem Anodenraum in den Kathodenraum. Die an der Anode bereitgestellten Elektronen werden über eine elektrische Leitung der Kathode zugeleitet. Der Kathode wird Sauerstoff oder ein sauerstoffhaltiges Gasgemisch zugeführt, sodass eine Reduktion von 02 zu O2" unter Aufnahme der Elektronen stattfindet. Gleichzeitig reagieren im Kathodenraum diese Sauerstoffanionen mit den, über die Membran transportierten Protonen unter Bildung von Wasser. Durch die direkte Umsetzung von chemischer in elektrische Energie erzielen Brennstoffzellen gegenüber anderen Elektrizitätsgeneratoren aufgrund der Umgehung des Carnot- Faktors einen verbesserten Wirkungsgrad. Fuel cells use the chemical transformation of a fuel with oxygen to water to generate electrical energy. For this purpose, fuel cells contain as core component the so-called membrane electrode assembly (MEA for membrane electrode assembly), which is a composite of an ion-conducting, in particular proton-conducting membrane and in each case a membrane disposed on both sides of the electrode (anode and cathode). In addition, gas diffusion layers (GDL) can be arranged on both sides of the membrane-electrode assembly on the sides of the electrodes facing away from the membrane. As a rule, the fuel cell is formed by a multiplicity of stacked MEAs whose electrical powers are added together. During operation of the fuel cell, the fuel, in particular hydrogen H 2 or a hydrogen-containing gas mixture, is fed to the anode, where an electrochemical oxidation of H 2 to H + takes place with emission of electrons. Via the electrolyte or the membrane, which separates the reaction spaces gas-tight from each other and electrically isolated, takes place (water-bound or anhydrous) transport of protons H + from the anode compartment in the cathode compartment. The electrons provided at the anode are supplied to the cathode via an electrical line. Oxygen or an oxygen-containing gas mixture is fed to the cathode, resulting in a reduction from 0 2 to O 2 " with the electrons being taken in. In the cathode space, these oxygen anions react with the protons transported through the membrane to form water From chemical to electrical energy, fuel cells achieve improved efficiency over other generators of electricity due to the Carnot factor bypass.
Die Brennstoffzelle wird durch eine Vielzahl, im Stapel angeordneter Einzelzellen gebildet, sodass auch von einem Brennstoffzellenstapel gesprochen wird. Zwischen den Membran- Elektroden-Einheiten sind Bipolarplatten angeordnet, welche eine Versorgung der Einzelzellen mit den Betriebsmedien, also den Reaktanden und einer Kühlflüssigkeit sicherstellen. Zudem sorgen die Bipolarplatten für einen elektrisch leitfähigen Kontakt zu den Membran-Elektroden- Einheiten. The fuel cell is formed by a plurality of individual cells arranged in the stack, so that it is also referred to as a fuel cell stack. Between the membrane electrode assemblies bipolar plates are arranged, which supply the individual cells with the operating media, so ensure the reactants and a coolant. In addition, the bipolar plates provide an electrically conductive contact to the membrane-electrode units.
Bipolarplatten sind zumeist aus einem Paar profilierter Platten aufgebaut, die jeweils eine Kühlmittelseite und eine Zellseite aufweisen und die beiden Platten derart einander gegenüber angeordnet und verbunden sind, dass sich zwischen den einander zugewandten Kühlmittelseiten Kanäle zum Transport von Kühlmittel ausbilden. Die Platten besitzen in ihrem aktiven Bereich eine Gruppierung aus Nuten oder Kanälen, die auf ihren Zellseiten offene Strömungsfelder zur Verteilung der Reaktanden über die Oberflächen der jeweiligen Anoden und Kathoden bilden. Zwischen den Platten innerhalb in der Bipolarplatte sind Kühlmittelkanäle geformt und verteilen Kühlmittel über den Brennstoffzellenstapel zur Kühlung desselben. Bipolar plates are usually composed of a pair of profiled plates, each having a coolant side and a cell side and the two plates are arranged and connected to each other such that form between the facing coolant sides channels for the transport of coolant. The plates have in their active region a grouping of grooves or channels which form open flow fields on their cell sides for distributing the reactants across the surfaces of the respective anodes and cathodes. Coolant channels are formed between the plates within the bipolar plate and distribute coolant over the fuel cell stack for cooling thereof.
Es ist bekannt, die Kanäle im aktiven Bereich der Bipolarplatte ineinander zu verschachteln, um die Kühlmittelmenge zu reduzieren und dadurch die gesamte thermische Masse des Brennstoffzellenstapels zu minimieren. Beispielsweise sind Bipolarplatten mit verschachtelten Platten in US 6974648 B2 und US 7291414 B2 beschrieben. Nachteilig an dieser Lösung ist jedoch der teilweise doppelwandige Aufbau der Kanäle. It is known to interleave the channels in the active area of the bipolar plate to reduce the amount of refrigerant and thereby minimize the overall thermal mass of the fuel cell stack. For example, bipolar plates with interleaved plates are described in US 6974648 B2 and US 7291414 B2. A disadvantage of this solution, however, is the partially double-walled construction of the channels.
DE 1 12004001443 T5 beschreibt eine Bipolarplatte, deren Platten mittels eines leitenden Klebers miteinander verklebt sind. DE 1 12004001443 T5 describes a bipolar plate whose plates are glued together by means of a conductive adhesive.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Bipolarplatte zur Herstellung einer Brennstoffzelle bereitzustellen, bei welcher die thermische Masse des Kühlmittels beeinflussbar oder zumindest reduziert ist und welche insbesondere ein verbessertes Verhalten bei Kalt- und Froststarts zeigt. The invention is based on the object to provide a bipolar plate for producing a fuel cell, in which the thermal mass of the coolant can be influenced or at least reduced and which in particular shows improved behavior in cold and frost starts.
Diese Aufgabe wird durch eine erfindungsgemäße Bipolarplatte für eine Brennstoffzelle gelöst, welche ein Paar von profilierten Platten umfasst, wobei jede Platte eine Kühlmittelseite und eine Zellseite aufweist, und die beiden Platten derart angeordnet und verbunden sind, dass zwischen den einander zugewandten Kühlmittelseiten Kanäle zum Transport von Kühlmittel ausgebildet werden. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass zumindest eine der Platten auf ihrer Kühlmittelseite ein Material zur Verringerung des Kanalvolumens der Kanäle aufweist. This object is achieved by a bipolar plate for a fuel cell according to the invention, which comprises a pair of profiled plates, each plate has a coolant side and a cell side, and the two plates are arranged and connected such that between the facing coolant sides channels for transporting Coolant can be formed. According to the invention, it is provided that at least one of the plates has on its coolant side a material for reducing the channel volume of the channels.
Eine erfindungsgemäß aufgebaute Bipolarplatte zeichnet sich dadurch aus, dass der Querschnitt der Kühlmittelkanäle im Vergleich zu herkömmlichen Bipolarplatten reduziert ist. In herkömmlichen Bipolarplatten steht einem, relativ zu den Reaktandengasen, geringen Kühl- mittelvolumenstrom ein, ebenfalls im Vergleich zu den Reaktandengasen, großes Volumen zur Verfügung. Dieses Missverhältnis führt in herkömmlichen Bipolarplatten zu deutlichen Nachteilen bei Froststartverhalten, Systemdynamik und Kühlmittelgleichverteilung. Die Reduktion der Kühlmittelkanalquerschnitte, wie er mit erfindungsgemäßem Aufbau erzielt wird, gleicht diese Nachteile aus. Insbesondere führt er zu einer Erhöhung der Froststabilität der Bipolarplatten und der aus solchen aufgebauten Brennstoffzelle sowie zu einer Herabsetzung der minimal möglichen Temperatur für das Hochfahren einer Brennstoffzelle. Das erfindungsgemäß in die Kanäle der Bipolarplatte eingebrachte Material führt durch Verdrängung von Kühlmittel zu einer Reduktion des Kühlmittelvolumens. Somit erhält man bei der Auslegung der Bipolarplatte einen zusätzlichen Gestaltungsfreiheitsgrad, da sich der Querschnitt der Kühlmittelkanäle nicht mehr durch das Design der äußeren Strömungsfelder ergibt, sondern vielmehr unabhängig davon gezielt ausgelegt werden kann. Ferner lässt sich ein Druckverlust des Kühlmittels während der Auslegung der Bipolarplatte durch die Materialanordnung beeinflussen. An inventively constructed bipolar plate is characterized in that the cross section of the coolant channels is reduced compared to conventional bipolar plates. In conventional bipolar plates, there is a slight cooling, relative to the reactant gases. medium volume flow, also in comparison to the reactant gases, large volume available. This mismatch leads in conventional bipolar plates to significant disadvantages in frost start behavior, system dynamics and coolant uniform distribution. The reduction of the coolant channel cross sections, as obtained with the construction according to the invention, compensates for these disadvantages. In particular, it leads to an increase in the frost stability of the bipolar plates and the fuel cell constructed from such as well as to a reduction in the minimum possible temperature for the startup of a fuel cell. The inventively introduced into the channels of the bipolar plate material leads by displacement of coolant to a reduction of the coolant volume. Thus, in the design of the bipolar plate an additional degree of freedom of design is obtained, since the cross section of the coolant channels is no longer due to the design of the outer flow fields, but rather can be designed specifically targeted. Furthermore, a pressure loss of the coolant during the design of the bipolar plate can be influenced by the material arrangement.
Eine Bipolarplatte setzt sich grundsätzlich aus zwei Platten zusammen, welche zumeist unlösbar miteinander verbunden sind. Diese Verbindung kann beispielsweise durch Kleben, Schweißen und/oder durch Verpressen hergestellt sein. Die Platten weisen eine profilgebende Struktur auf, welche auf den einander zugewandten Seiten Kühlmittelkanäle ausbildet und auf den einander abgewandten Seiten der Zellseiten offene Kanäle ausbildet, welche ein Flussfeld für die Reaktionsmedien, oder auch Reaktandengase, bilden. Die Bipolarplatte bildet unter anderem einen Separator zwischen zwei aktiven Zellen. Somit grenzt eine der Platten einer Bipolarplatte an einen Kathodenraum, und wird daher auch als Kathodenplatte bezeichnet, während die mit dieser Kathodenplatte verbundene Platte an einen Anodenraum grenzt, und somit als Anodenplatte bezeichnet wird. Neben der Verbindung, welche durch Kleben und/oder Schweißen hergestellt ist, können die Platten ebenfalls über profilbedingte Stege miteinander verbunden sein, welche gleichzeitig die Kanäle zwischen den Platten voneinander trennen. Erfindungsgemäß ist auf der Kühlmittelseite der Platten, also letztlich zwischen den Platten, ein Material zur Verringerung eines Kanalvolumens eingebracht. Die Verringerung des A bipolar plate is basically composed of two plates, which are usually connected to each other inseparably. This compound can be made for example by gluing, welding and / or by pressing. The plates have a profiling structure which forms coolant channels on the mutually facing sides and forms open channels on the opposite sides of the cell sides, which form a flow field for the reaction media or else reactant gases. Among other things, the bipolar plate forms a separator between two active cells. Thus, one of the plates of a bipolar plate is adjacent to a cathode space, and is therefore also referred to as a cathode plate, while the plate connected to this cathode plate is adjacent to an anode space, and thus is referred to as an anode plate. In addition to the connection, which is made by gluing and / or welding, the plates can also be connected to each other via profile-related webs, which at the same time separate the channels between the plates. According to the invention, a material for reducing a channel volume is introduced on the coolant side of the plates, ie ultimately between the plates. The reduction of
Kanalvolumens wird dabei maßgeblich durch Verdrängung des Kühlmittels durch das Material verursacht. Ferner steht das Material mit zumindest einer der Platten in Verbindung. Bevorzugt ist das Material daher an die Kathodenplatte und/oder die Anodenplatte angeordnet. Channel volume is significantly caused by displacement of the coolant through the material. Further, the material communicates with at least one of the plates. The material is therefore preferably arranged on the cathode plate and / or the anode plate.
Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist das das Kanalvolumen verringernde Material einen Wärmeleitwert Λ von mindestens 1 W/mK auf. Bei Brennstoffzellen bemisst sich der maßgebliche thermische Gesamtwiderstand einer Einzelzelle über die gesamte Zellhöhe, also über die Strecke zwischen der Katalysatorschicht (an der die abzuführende Wärme entsteht) und dem Kühlmittel in den Kühlmittelkanälen. Der thermische Gesamtwiderstand setzt sich somit aus den einzelnen Wärmeleitwerten (bzw. thermischen Widerständen) der According to a preferred embodiment of the invention, the material which reduces the channel volume has a thermal conductivity Λ of at least 1 W / mK. In the case of fuel cells, the decisive total thermal resistance of an individual cell is measured over the entire cell height, ie over the distance between the catalyst layer (at which the heat to be dissipated arises) and the coolant in the coolant channels. The total thermal resistance is thus made up of the individual thermal conductivities (or thermal resistances) of the
Gasdiffusionsschicht (GDL) und der Anoden- oder Kathodenplatte der Bipolarplatte sowie dem thermischen Kontaktwiderstand zwischen Gasdiffusionsschicht und Bipolarplatte zusammen. Das Verdrängungsmaterial ist nun bevorzugt so gewählt, dass seine Wärmeleitfähigkeit deutlich größer ist als die der Gasdiffusionsschicht (beziehungsweise sein thermischer Widerstand deutlich geringer als der der GDL ist). Somit ändert sich der thermische Gesamtwiderstand nahezu nicht. Dies bringt den Vorteil, dass keine Volumen, Gewicht oder Leistungsnachteile entstehen. Die Wärmeleitfähigkeit von üblichen Gasdiffusionsschichten liegt im Bereich von 0,1 W/mK. Es hat sich nun gezeigt, dass die Einbringung von Kanalvolumen verringerndem Gas diffusion layer (GDL) and the anode or cathode plate of the bipolar plate and the thermal contact resistance between the gas diffusion layer and bipolar plate together. The displacement material is now preferably chosen so that its thermal conductivity is significantly greater than that of the gas diffusion layer (or its thermal resistance is significantly lower than that of the GDL). Thus, the total thermal resistance almost does not change. This has the advantage that no volume, weight or performance penalty arise. The thermal conductivity of common gas diffusion layers is in the range of 0.1 W / mK. It has now been shown that the introduction of channel volume decreasing
Material in den Bereich zwischen den Platten einer Bipolarplatte besonders vorteilhaft ist, wenn das Material einen Wärmeleitwert Lambda Λ von mindestens einer Größenordnung größer als den der verwendeten Gasdiffusionsschicht, also bevorzugt 1 W/mK aufweist. Material in the region between the plates of a bipolar plate is particularly advantageous if the material has a thermal conductivity lambda Λ of at least an order of magnitude greater than that of the gas diffusion layer used, that is preferably 1 W / mK.
Diese Bedingungen sind insbesondere bei den Materialien Ruß, Graphit-Komposit, Siliziumkarbid, Aluminiumnitrit, Metallschäumen und/oder Polymeren, insbesondere wärmeleitfähigen Polymeren, erfüllt. Somit umfasst nach einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung das, das Kanalvolumen verringernde Material Ruß, Graphit-Komposit, Siliziumkarbid, Aluminiumnitrit, Metallschaum und/oder ein wärmeleitfähiges Polymer. Insbesondere bevorzugt ist dabei ein Graphit-Komposit. Vorliegend ist unter Graphit-Komposit jede Mischung aus Kohlenstoff und einem Binder zu verstehen, welches eine hohe Wärmeleitfähigkeit, These conditions are fulfilled in particular by the materials carbon black, graphite composite, silicon carbide, aluminum nitrite, metal foams and / or polymers, in particular thermally conductive polymers. Thus, according to a particularly preferred embodiment of the invention, the channel volume reducing material comprises carbon black, graphite composite, silicon carbide, aluminum nitrite, metal foam and / or a thermally conductive polymer. Particularly preferred is a graphite composite. In the present case graphite composite means any mixture of carbon and a binder which has a high thermal conductivity,
insbesondere mindestens 1 W/mK aufweist. Vorzugsweise sind davon Graphit-Komposite umfasst, welche auch bei der Herstellung von herkömmlichen Elektroden Verwendung finden und somit dem Fachmann zugänglich sind. in particular at least 1 W / mK. Preferably, graphite composites are included which are also used in the production of conventional electrodes and are therefore accessible to the person skilled in the art.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist bevorzugt, dass das Kanalvolumen In a further embodiment of the invention, it is preferred that the channel volume
verringernde Material in Form einer Beschichtung vorliegt. Der Vorteil dieser Ausgestaltung liegt darin, dass Beschichtungen leicht und insbesondere gleichmäßig auf strukturierte Oberflächen aufzutragen sind. Das Beschichten kann grundsätzlich mittels aller bekannter Beschichtungs- verfahren erfolgen. Insbesondere ist die Beschichtung durch Spritzguss, durch chemische Verfahren, aber auch durch Sprühen, Drucken, Rakeln, Walzen, Pinseln, Streichen oder Sputtern bevorzugt. Die Auswahl des Verfahrens richtet sich insbesondere nach dem gewählten Material. Wird beispielsweise ein wärmeleitfähiges Polymer als Beschichtung verwendet, so wird dieses bevorzugt in flüssigem Zustand durch Sprühen, Aufdrucken, mittels Spritzguss oder ähnlichem aufgetragen. Unter Beschichtung wird in vorliegender Erfindung insbesondere die Anordnung einer Schicht aus Kanalvolumen verringerndem Material auf der Kühlmittelseite von zumindest einer der Platten verstanden, wobei die Beschichtung eine Dicke aufweist, welche vorzugsweise mindestens 10 % eines Kanaldurchmessers entspricht. Vorzugsweise wird die Beschichtung großflächig auf zumindest einer der Platten angeordnet, dabei kommt es vollflächig zu einem Kontakt zwischen Beschichtung und Platte, sodass das Kühlmittel im Bereich der Beschichtung vorzugsweise keinen direkten Kontakt mit der Platte hat. reducing material is in the form of a coating. The advantage of this embodiment is that coatings are easy and especially evenly applied to structured surfaces. The coating can in principle be carried out by means of all known coating methods. In particular, the coating by injection molding, by chemical methods, but also by spraying, printing, knife coating, rolling, brushing, brushing or sputtering is preferred. The selection of the method depends in particular on the selected material. If, for example, a thermally conductive polymer is used as the coating, then it is preferably applied in the liquid state by spraying, printing, by means of injection molding or the like. Under coating in the present invention, in particular the arrangement of a layer of channel volume reducing material on the coolant side of at least one of the plates understood, wherein the coating has a thickness which preferably corresponds to at least 10% of a channel diameter. Preferably, the coating is arranged over a large area on at least one of the plates, it comes all over the surface to a contact between the coating and the plate, so that the coolant in the region of the coating preferably has no direct contact with the plate.
Grundsätzlich kann die Beschichtung vor und/oder nach dem Zusammensetzen und Verbinden der Platten zur Bipolarplatte aufgebracht werden. Es ist aber bevorzugt, eine Beschichtung von zumindest einer Platte vor dem Zusammensetzen vorzunehmen. Vorzugsweise weist die Beschichtung eine Materialstärke auf, die über die Kanalfläche nicht homogen ist. In principle, the coating can be applied before and / or after assembling and connecting the plates to the bipolar plate. However, it is preferred to make a coating of at least one plate before assembly. Preferably, the coating has a material thickness which is not homogeneous over the channel surface.
In weiterer bevorzugter Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Material eine dichtende und/oder klebende Funktion hat. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass ein zusätzliches Schweißen zur Verbindung der Platten entfallen kann. Dies kann zusätzlich einen positiven Einfluss auf ein Temperaturprofil der Platte sowie auf das Kalt- bzw. Froststartverhalten der Bipolarplatte bzw. Brennstoffzelle haben, da die thermische Masse der Bipolarplatte reduziert wird. Ferner kann durch diese Ausgestaltung ein Arbeitsschritt eingespart und somit die Produktivität erhöht werden. Insbesondere handelt es sich beim Schweißen um einen In a further preferred embodiment it is provided that the material has a sealing and / or adhesive function. This embodiment has the advantage that an additional welding to connect the plates can be omitted. This may additionally have a positive influence on a temperature profile of the plate and on the cold or frost start behavior of the bipolar plate or fuel cell, since the thermal mass of the bipolar plate is reduced. Furthermore, a working step can be saved by this embodiment and thus the productivity can be increased. In particular, welding is one
Arbeitsschritt, welcher die Flexibilität beim weiteren Aufbau der Zellseite negativ beeinflussen kann. Work step, which can adversely affect the flexibility in the further construction of the cell side.
In dieser Ausgestaltung sind zur Beschichtung insbesondere Materialien bevorzugt, welche sich in flüssiger oder schmelzflüssiger oder hochviskoser Form auftragen lassen. Je nach In this embodiment, in particular materials are preferred for coating, which can be applied in liquid or molten or highly viscous form. Depending on
Ausgestaltung wird die Flüssigkeit auf die Kühlmittelseite zumindest einer der Platten aufgetragen. Dabei werden sowohl die Bereiche der Struktur, welche später die Kanäle ausbilden, als auch die Bereiche die später die Stege ausbilden, mit Flüssigkeit benetzt. Die klebende und/oder dichtende Funktion wird dann beim Zusammensetzen, insbesondere Zusammenpressen, der Platten in den Bereichen erzielt, in welchen die noch flüssige oder ausgehärtete Beschichtung Kontakt mit der gegenüberliegenden Platte hat. Ist die Embodiment, the liquid is applied to the coolant side of at least one of the plates. In this case, both the areas of the structure, which later form the channels, as well as the areas that later form the webs, wetted with liquid. The adhesive and / or sealing function is then achieved during assembly, in particular compression, of the panels in the areas in which the still liquid or cured coating makes contact with the opposite panel. Is the
Beschichtung beim Zusammensetzen der Platten bereits ausgehärtet, hat sie neben der Verdrängung des Kühlmittels insbesondere eine dichtende Funktion. Findet das Coating already hardened when assembling the plates, it has in addition to the displacement of the coolant in particular a sealing function. Find that
Zusammensetzen der Platten statt, wenn die Beschichtung noch nicht ausgehärtet ist, kann zu der Kühlmittel verdrängenden und dichtenden Funktion eine verbindende Funktion der beiden Platten miteinander hinzukommen. Assembly of the plates instead, when the coating has not yet cured, can be added to the coolant displacing and sealing function a connecting function of the two plates together.
Für die dichtende und/oder verbindende Wirkung der Beschichtung kann es dabei unerheblich sein, ob die Beschichtung auch nach dem Verpressen auf den Stegen besteht, oder aus diesen herausgedrückt ist und in einem, den Stegen nahen Bereich innerhalb der Kanäle verdrängt wurde. For the sealing and / or connecting effect of the coating, it may be irrelevant whether the coating also exists on the webs after the pressing, or of these is pushed out and was displaced in an area near the jetties within the canals.
In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist bevorzugt, dass das Kanalvolumen In another embodiment of the invention, it is preferred that the channel volume
verringernde Material ein poröses Material, vorzugsweise ein poröses Material mit einer offenen Porenstruktur, umfasst, welches die Kanäle teilweise oder vollständig auskleidet. Der Vorteil in dieser Ausgestaltung liegt insbesondere darin, dass das Kanalvolumen verringernde Material auch nachträglich, also nach einem Zusammensetzen der Platten in die Kanäle eingebracht bzw. aufgebracht werden kann. Ebenfalls bevorzugt ist jedoch auch, dass das poröse Material vor dem Zusammensetzen der Platten auf zumindest eine der Platten aufgebracht wird. reducing material comprises a porous material, preferably a porous material having an open pore structure, which partially or completely lines the channels. The advantage of this embodiment is, in particular, that the material which reduces the channel volume can also be introduced or applied subsequently into the channels after assembly of the plates. However, it is also preferred that the porous material is applied to at least one of the plates before assembling the plates.
Bei dem porösen Material handelt es sich vorliegend um einen Stoff, welcher in fester Form eine große Anzahl von Poren aufweist, welche ausgebildet sind, einen Transport von Kühlmittel, insbesondere von Wasser, zu ermöglichen. Es kann sich dabei um Mikro-, Meso- und In the present case, the porous material is a substance which, in solid form, has a large number of pores, which are designed to enable a transport of coolant, in particular of water. These may be micro-, meso- and
Makroporen handeln, wobei die Dominanz einer der Poren ebenso bevorzugt ist wie ein gleichmäßiges Vorkommen aller drei Porenarten. Das poröse Material kann in flüssiger Form als Beschichtung auf zumindest eine der Platten aufgebracht werden, wobei sich die poröse Struktur des Materials bei der Aushärtung einstellt. Ein Beispiel sind hier Metallschäume. Macropores act, with the dominance of one of the pores is just as preferred as a uniform occurrence of all three types of pores. The porous material may be applied in liquid form as a coating on at least one of the plates, the porous structure of the material being set upon curing. An example here are metal foams.
Alternativ kann das Material in granulärer Form in die Kanäle eingebracht werden, wobei die Granalien bevorzugt geringe Durchmesser aufweisen, sodass zwischen den Granalien entstehende Hohlräume bevorzugt maximal zwei Größenordnungen größer sind als ein mittlerer Porendurchmesser des porösen Materials. Alternatively, the material can be introduced into the channels in granular form, the granules preferably having small diameters, so that cavities formed between the granules are preferably at most two orders of magnitude larger than an average pore diameter of the porous material.
In weiter bevorzugter Ausgestaltung erstreckt sich das Kanalvolumen verringernde Material nur bereichsweise über die Kühlmittelseite. Vorteilhafterweise ermöglicht diese Ausgestaltungsform eine Steuerung einer Kondensatbildung während des Betriebs einer Brennstoffzelle. In a further preferred embodiment, the channel volume reducing material extends only partially over the coolant side. Advantageously, this embodiment allows control of condensate formation during operation of a fuel cell.
Herkömmliche Ansätze zu einer Reduktion des Kühlmittelvolumens führen zu einer Conventional approaches to reducing the volume of coolant lead to a
Ungleichverteilung des Kühlmittelvolumenstroms, sodass heiße und kalte Bereiche in der Brennstoffzelle entstehen können. Dies kann wiederum zu Leistungseinbußen und einer Reduktion der Lebensdauer führen. Ebenfalls ergeben sich Nachteile beim Kalt- bzw. Froststart durch langsames Aufheizverhalten, lange Wartezeiten und somit eine Limitierung der minimalen Temperatur, bei der das Brennstoffzellensystem hochgefahren wird. Ferner können sich die Probleme durch die Ungleichverteilung auf die anderen Fluide, nämlich die Reaktanden, verlagern, was gravierende Konsequenzen für den Brennstoffzellenstapel haben kann. Dieser Ungleichverteilung kann dadurch entgegengetreten werden, dass der Kühlmittelstrom in definierten Bereichen weniger stark oder aber stärker als in anderen Bereichen reduziert wird. Dies wird wiederum dadurch erreicht, dass das Kanalvolumen verringernde Material nur bereichsweise und/oder bereichsweise in unterschiedlicher Dicke aufgetragen wird. Unequal distribution of the coolant volume flow, so that hot and cold areas can arise in the fuel cell. This in turn can lead to performance losses and a reduction in the service life. Also disadvantages are the cold or frost start by slow heating behavior, long waiting times and thus a limitation of the minimum temperature at which the fuel cell system is started up. Furthermore, the problems can shift to the other fluids, namely the reactants, due to the unequal distribution, which can have serious consequences for the fuel cell stack. This unequal distribution can be counteracted by reducing the coolant flow in defined areas less strongly or more strongly than in other areas. This is in turn achieved by the channel volume reducing material is applied only partially and / or partially in different thicknesses.
Unter bereichsweise kann vorliegend zum einen verstanden werden, dass Bereiche der Kühlmittelseite zumindest einer der Platten definiert werden, welche wiederum sowohl By region, it can be understood in the present case that regions of the coolant side of at least one of the plates are defined, which in turn both
Kanalböden als auch Stege umfassen. Zum anderen kann unter bereichsweise jedoch auch verstanden werden, dass entweder nur Kanalböden oder nur Stege der Kühlmittelseite zumindest einer der Platten beschichtet werden. Ferner ist eine Kombination aus beiden Auslegungen bevorzugt, das heißt, dass nur in definierten Bereichen der Fläche der Include channel floors as well as bars. On the other hand, however, it can also be understood in some areas that either only channel bottoms or only webs of the coolant side of at least one of the plates are coated. Furthermore, a combination of both interpretations is preferred, that is, that only in defined areas of the surface of the
Kühlmittelseite zumindest eine der Platten entweder Stege oder aber Kanalböden beschichtet werden. Insbesondere bevorzugt ist die gleichmäßige Beschichtung eines Coolant side, at least one of the plates either webs or channel bottoms are coated. Particularly preferred is the uniform coating of a
zusammenhängenden Bereichs der Kühlmittelseite, wobei vorzugsweise ein Randbereich der Kühlmittelseite und insbesondere im Randbereich angeordnete Kanäle nicht beschichtet werden. Somit wird das Strömungsbild des Kühlmittels und ein daraus resultierender contiguous area of the coolant side, wherein preferably an edge region of the coolant side and in particular arranged in the edge region channels are not coated. Thus, the flow pattern of the coolant and a resulting
Wärmeaustausch zwischen Kühlmittel und Elektrodenbereich durch die Anordnung des Kanalvolumen verringernden Materials beeinflusst. Heat exchange between coolant and electrode area influenced by the arrangement of the channel volume reducing material.
Neben einer thermischen Leitung ist eine elektrische Leitung zwischen den Platten einer Bipolarplatte für die Funktionsweise in einer Brennstoffzelle maßgeblich. Sowohl die thermische als auch die elektrische Leitung werden insbesondere über die im Bereich der Stege entstehende, vorzugsweise direkte Verbindung zwischen den Platten erzielt. In addition to a thermal line, an electrical line between the plates of a bipolar plate is crucial for the operation in a fuel cell. Both the thermal and the electric line are achieved in particular via the resulting in the region of the webs, preferably direct connection between the plates.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung erstreckt sich daher das Kanalvolumen In an advantageous embodiment of the invention, therefore, the channel volume extends
verringernde Material nur im Bereich der Kanalböden. Dies stellt vorteilhafterweise sicher, dass sich im Bereich der Stege weder Material noch Hohlräume befinden, welche die thermische und/oder elektrische Leitung zwischen den Platten der Bipolarplatten negativ beeinflussen. Diese Ausgestaltung wird insbesondere dann bevorzugt, wenn es sich bei dem Kanalvolumen verringernden Material um ein poröses Material handelt. reducing material only in the area of the channel floors. This advantageously ensures that there are neither material nor cavities in the region of the webs which adversely affect the thermal and / or electrical conduction between the plates of the bipolar plates. This embodiment is particularly preferred when the channel volume reducing material is a porous material.
Die Abwesenheit von Kanalvolumen verringerndem Material im Bereich der Stege kann auf unterschiedliche Weise erzielt werden. Beispielsweise kann in einem ersten Schritt eine Beschichtung vollflächig, also auch im Bereich der Stege, erfolgen. In einem zweiten Schritt kann die Beschichtung im Bereich der Stege dann wieder entfernt werden. Diese Entfernung kann beispielsweise durch Abtragen, wie zum Beispiel durch Rakeln, der Beschichtung im Bereich der Stege erfolgen. Alternativ kann die Beschichtung aus den Bereichen der Stege entfernt werden, indem die Platten nach dem Aufbringen der Beschichtung miteinander verpresst werden. In Abhängigkeit von der Viskosität der Beschichtung sowie von dem The absence of channel volume reducing material in the region of the webs can be achieved in different ways. For example, in a first step, a coating over the entire surface, so also in the region of the webs, take place. In a second step, the coating in the region of the webs can then be removed again. This removal can be done for example by removal, such as by doctoring, the coating in the region of the webs. Alternatively, the coating can be removed from the areas of the lands by placing the tiles together after application of the coating be pressed. Depending on the viscosity of the coating and of the
Anpressdruck der Platten aufeinander wird dabei die Beschichtung aus den vorgesehenen Kontaktbereichen, also beispielsweise der Stege, verdrängt und in die Kanäle gedrückt. Handelt es sich bei dem Kanalvolumen verringernden Material um ein poröses Material, so ist in beschriebener Ausgestaltung der Erfindung bevorzugt, dass das Material erst nach Contact pressure of the plates on each other while the coating from the intended contact areas, so for example, the webs, displaced and pressed into the channels. If the material which reduces the channel volume is a porous material, it is preferred in the described embodiment of the invention that the material only after
Zusammenbringen der Platten in die Kanäle eingebracht wird. Bringing the plates into the channels.
Es ist bevorzugt, dass die Platten ein metallisches Material umfassen. Beispielsweise werden Platten für Bipolarplatten entweder aus metallischen Materialien oder aber aus graphitischem Kohlenstoff hergestellt. Metallische Materialien zeichnen sich dadurch aus, dass sie It is preferred that the plates comprise a metallic material. For example, plates for bipolar plates are made of either metallic materials or graphitic carbon. Metallic materials are characterized by the fact that they are
insbesondere günstiger in der Beschaffung und Herstellung sind. Bei der Auslegung von metallischen Bipolarplatten für Brennstoffzellenstapel tritt jedoch das Problem auf, dass ein Freiheitsgrad durch Einstellung der Querschnittsgeometrie für die Kühlmittelkanäle fehlt. Dies ist durch die Herstellung der profilgebenden Struktur der Platten durch die Biegung der Bleche bedingt. Es hat zur Folge, dass meist Kühlmittelkanalgeometrien resultieren, welche einen großen Querschnitt und somit ein großes Volumen aufweisen. Die dadurch auftretenden Effektivitätsverluste von metallischen Platten gegenüber kostenintensiveren especially cheaper in procurement and production. In the design of metallic bipolar plates for fuel cell stacks, however, the problem arises that one degree of freedom is missing by adjusting the cross-sectional geometry for the coolant channels. This is due to the production of profiling structure of the plates by the bending of the sheets. As a result, coolant channel geometries usually result, which have a large cross-section and thus a large volume. The resulting loss of effectiveness of metallic plates compared to more costly
Ausweichmaterialien können durch den Aufbau einer erfindungsgemäßen Bipolarplatte zumindest ausgeglichen werden. Über den Kostenfaktor hinaus sind Bipolarplatten aus metallischen Materialien recycelbar. Alternative materials can be at least compensated by the construction of a bipolar plate according to the invention. In addition to the cost factor, bipolar plates made of metallic materials are recyclable.
In vorliegender Erfindung wird der Begriff metallisches Material sowohl für Legierungen, für reine Metalle als auch für intermetallische Phasen verwendet. Es gilt somit für alle Materialien, die in fester oder flüssiger Form die folgenden charakteristischen metallischen Stoffeigenschaften aufweisen: hohe elektrische Leitfähigkeit, welche mit steigender Temperatur abnimmt; hohe Wärmeleitfähigkeit sowie insbesondere hohe Duktilität. Diese Eigenschaften beruhen darauf, dass der Zusammenhalt der betreffenden Atome mit der metallischen Bindung erfolgt, deren wichtigstes Merkmal die im Gitter freibeweglichen Elektronen sind. In the present invention, the term metallic material is used for alloys, for pure metals as well as for intermetallic phases. It therefore applies to all materials which have the following characteristic metallic substance properties in solid or liquid form: high electrical conductivity, which decreases with increasing temperature; high thermal conductivity and especially high ductility. These properties are based on the fact that the cohesion of the atoms in question takes place with the metallic bond, the most important feature of which are the freely moving electrons in the lattice.
Die Erfindung betrifft ferner eine Brennstoffzelle mit mindestens einer Bipolarplatte in einer der oben beschriebenen Ausgestaltungsform. Eine erfindungsgemäße Brennstoffzelle zeichnet sich insbesondere durch ein im Vergleich zu herkömmlichen Brennstoffzellen verbessertes Kalt- und Froststartverhalten aus. Insbesondere ist eine minimale Temperatur für das Hochfahren der Brennstoffzelle im Vergleich zu herkömmlichen Brennstoffzellen deutlich herabgesetzt. Ferner können für die Bipolarplatten der Brennstoffzelle kostengünstige metallische Materialien eingesetzt werden, ohne in Bezug auf Leistungsparameter oder Lebensdauer nachteilig zu sein. Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen. The invention further relates to a fuel cell having at least one bipolar plate in one of the embodiments described above. A fuel cell according to the invention is distinguished, in particular, by an improved cold and frost start behavior compared to conventional fuel cells. In particular, a minimum temperature for the startup of the fuel cell compared to conventional fuel cells is significantly reduced. Furthermore, cost-effective metallic materials can be used for the bipolar plates of the fuel cell without being disadvantageous in terms of performance parameters or service life. Further preferred embodiments of the invention will become apparent from the remaining, mentioned in the dependent claims characteristics.
Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen The invention is described below in embodiments with reference to the associated
Zeichnungen erläutert. Es zeigen: Drawings explained. Show it:
Figur 1 eine schematische Darstellung eines Brennstoffzellenstapels nach dem Stand der Technik, 1 shows a schematic representation of a fuel cell stack according to the prior art,
Figur 2 eine schematische Querschnittansicht eines Ausschnitts einer Bipolarplatte nach dem Stand der Technik, FIG. 2 shows a schematic cross-sectional view of a section of a bipolar plate according to the prior art,
Figur 3 eine schematische Querschnittansicht eines Ausschnitts einer Bipolarplatte nach einer ersten Ausgestaltung der Erfindung, FIG. 3 shows a schematic cross-sectional view of a section of a bipolar plate according to a first embodiment of the invention,
Figur 4 eine schematische Querschnittansicht eines Ausschnitts einer Bipolarplatte nach einer zweiten Ausgestaltung der Erfindung, FIG. 4 shows a schematic cross-sectional view of a section of a bipolar plate according to a second embodiment of the invention,
Figur 5 eine schematische Querschnittansicht eines Ausschnitts einer Bipolarplatte nach einer dritten Ausgestaltung der Erfindung, FIG. 5 shows a schematic cross-sectional view of a section of a bipolar plate according to a third embodiment of the invention,
Figur 6 eine schematische Querschnittansicht eines Ausschnitts einer Bipolarplatte nach einer vierten Ausgestaltung der Erfindung, FIG. 6 shows a schematic cross-sectional view of a section of a bipolar plate according to a fourth embodiment of the invention,
Figur 7 eine schematische Querschnittzeichnung eines Ausschnitts einer Bipolarplatte nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung, und Figure 7 is a schematic cross-sectional drawing of a section of a bipolar plate according to a further embodiment of the invention, and
Figur 8 eine schematische Querschnittansicht eines bevorzugten Figure 8 is a schematic cross-sectional view of a preferred
Herstellungsverfahrens einer Bipolarplatte in einer weiteren erfindungsgemäßen Ausgestaltung.  Production method of a bipolar plate in a further embodiment according to the invention.
Figur 1 zeigt in einer stark schematischen Darstellung einen solchen Brennstoffzellenstapel nach dem Stand der Technik. Der Brennstoffzellenstapel 100 umfasst eine erste Endplatte 1 1 1 sowie eine zweite Endplatte 1 12. Zwischen den Endplatten 1 1 1 , 1 12 ist eine Vielzahl übereinander gestapelter Stapelelemente angeordnet, welche Bipolarplatten 1 13 und Membran- Elektroden-Einheiten 1 14 umfassen. Die Bipolarplatten 1 13 sind mit den Membran-Elektroden- Einheiten 1 14 abwechselnd gestapelt. Die Membran-Elektroden-Einheiten 1 14 umfassen jeweils eine Membran und beidseitig der Membran anschließende Elektroden, nämlich eine Anode und eine Kathode (nicht dargestellt). An der Membran anliegend, können die Membran- Elektroden-Einheiten 1 14 zudem (ebenfalls nicht dargestellte) Gasdiffusionslagen aufweisen. Zwischen den Bipolarplatten 1 13 und Membran-Elektroden-Einheiten 1 14 sind jeweils FIG. 1 shows a highly schematic representation of such a fuel cell stack according to the prior art. The fuel cell stack 100 comprises a first end plate 1 1 1 and a second end plate 1 12. Between the end plates 1 1 1, 1 12 a plurality of stacked stack elements is arranged, which bipolar plates 1 13 and membrane Electrode units 1 14 include. The bipolar plates 1 13 are alternately stacked with the membrane electrode units 1 14. The membrane-electrode assemblies 14 each comprise a membrane and electrodes adjoining the membrane on both sides, namely an anode and a cathode (not shown). Adjacent to the membrane, the membrane electrode units 1 14 can also have gas diffusion layers (also not shown). Between the bipolar plates 1 13 and membrane electrode assemblies 1 14 are respectively
Dichtungselemente 1 15 angeordnet, welche die Anoden- und Kathodenräume gasdicht nach außen abdichten. Zwischen den Endplatten 1 1 1 und 1 12 ist der Brennstoffzellenstapel 100 mittels Zugelementen 1 16, z. B. Zugstangen oder Spannblechen, verpresst. Seal elements 1 15 arranged, which seal the anode and cathode chambers gas-tight to the outside. Between the end plates 1 1 1 and 1 12 of the fuel cell stack 100 by means of tension elements 1 16, z. B. tie rods or clamping plates, pressed.
In Figur 1 sind von den Bipolarplatten 1 13 und den Membran-Elektroden-Einheiten 1 14 lediglich die Schmalseiten sichtbar. Die Hauptseiten der Bipolarplatten 1 13 und der Membran-Elektroden-Einheiten 1 14 liegen aneinander an. Die Darstellung in Figur 1 ist teilweise nicht dimensionsgetreu. Typischerweise beträgt eine Dicke einer Einzelzelle, bestehend aus einer Bipolarplatte 1 13 und einer Membran-Elektroden-Einheit 1 14, wenige mm, wobei die Membran- Elektroden-Einheit 1 14 die weitaus dünnere Komponente ist. Zudem ist die Anzahl der In FIG. 1, only the narrow sides of the bipolar plates 13 and the membrane electrode units 14 are visible. The main sides of the bipolar plates 1 13 and the membrane electrode assemblies 1 14 abut each other. The representation in FIG. 1 is partly not dimensionally true. Typically, a thickness of a single cell, consisting of a bipolar plate 1 13 and a membrane electrode assembly 1 14, a few mm, the membrane electrode assembly 1 14 is the much thinner component. In addition, the number of
Einzelzellen üblicherweise wesentlich größer als dargestellt. Single cells usually much larger than shown.
Figur 2 zeigt einen Ausschnitt einer herkömmlichen Bipolarplatte 1 13 in einer schematischen Querschnittansicht im aktiven Bereich . Die Brennstoffzelle 100 umfasst zwei profilierte Platten 1 1 , welche jeweils eine Kühlmittelseite 1 1 a und eine Zellseite 1 1 b aufweisen. Die Platten verfügen in dargestellter Ausgestaltung über ein Wellenprofil und sind bevorzugt aus einem metallischen Material gefertigt. Zur Bildung der Bipolarplatte 1 13 sind die Platten 1 1 derart zusammengesetzt, dass die Kühlmittelseiten 1 1 a der beiden Platten 1 1 einander zugewandt sind. Dabei bilden die Platten 1 1 Kanäle 12 aus, welche durch Stege 16 voneinander getrennt sind. Die Kanäle 12 sind ausgebildet um im Betrieb als Brennstoffzelle Kühlmittel 13 Figure 2 shows a section of a conventional bipolar plate 1 13 in a schematic cross-sectional view in the active area. The fuel cell 100 comprises two profiled plates 1 1, which each have a coolant side 1 1 a and a cell side 1 1 b. The plates have shown in the embodiment of a wave profile and are preferably made of a metallic material. To form the bipolar plate 1 13, the plates 1 1 are composed such that the coolant sides 1 1 a of the two plates 1 1 facing each other. The plates form 1 1 channels 12, which are separated by webs 16 from each other. The channels 12 are designed to be in operation as a fuel cell coolant 13th
vorzuhalten und/oder zu transportieren. Zumindest im Bereich der Stege 16 kommt es zu einem Kontakt der Platten 1 1 . to hold and / or to transport. At least in the region of the webs 16, there is a contact of the plates 1 1.
Auf den Zellseiten 1 1 b entsteht durch die Struktur der Platten 1 1 jeweils ein Kanalsystem, auch Flussfeld genannt, welches in den Bereichen der Stege 16 einen Transport von On the cell sides 1 1 b is formed by the structure of the plates 1 1 each a channel system, also called flow field, which in the areas of the webs 16 a transport of
Reaktandengasen 15 und Produktwasser zwischen Elektrode und Bipolarplatte 1 13 Reactant gases 15 and product water between electrode and bipolar plate 1 13
ermöglichen kann. Unter anderem in Abhängigkeit von den geführten Reaktandengasen 15 bildet sich auf der Zellseite ein Anodenraum oder ein Kathodenraum aus. Je nach dem, ob die Zellseite 1 1 b der Platte 1 1 an einen Anodenraum oder einen Kathodenraum angrenzt, wird die Platte 1 1 als Anoden- oder Kathodenplatte bezeichnet. Der Kanalquerschnitt der Kühlmittelkanäle 12 und somit die Menge an geführtem Kühlmittel 13 ist in der gezeigten herkömmlichen Bipolarplatte 1 13 maßgeblich durch die Struktur der auf den Zellseiten 1 1 b ausgebildeten offenen Kanäle (Anoden- beziehungsweise Kathodenkanäle) bedingt. can allow. Among other things, depending on the guided reactant gases 15, an anode space or a cathode space is formed on the cell side. Depending on whether the cell side 1 1 b of the plate 1 1 adjacent to an anode compartment or a cathode compartment, the plate 1 1 is referred to as an anode or cathode plate. The channel cross section of Coolant channels 12 and thus the amount of guided coolant 13 in the illustrated conventional bipolar plate 1 13 significantly by the structure of the cells on the sides 1 1 b formed open channels (anode or cathode channels) conditionally.
Figur 3 zeigt eine bevorzugte Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Bipolarplatte 10, wobei die gleichen Bezugszeichen für übereinstimmende Elemente verwendet werden. Der wesentliche Unterschied besteht in einem Kanalvolumen verringernden Material 14, welches in die Kanalböden der Kühlmittelseite 1 1 a einer der Platten 1 1 angeordnet ist. In der in Figur 3 gezeigten Ausgestaltung ist das Kanalvolumen verringernde Material 14 ausschließlich in den Kanalböden der Kanäle angeordnet. Das Kanalvolumen verringernde Material 14 kann sowohl auf der Kühlmittelseite 1 1 a der Kathoden- als auch der Anodenplatte 1 1 angeordnet sein. Bei dem in Figur 3 gezeigten Kanalvolumen verringernden Material 14 handelt es sich um ein nicht poröses, als Beschichtung aufgebrachtes Material, welches einen Teil von bevorzugt mindestens 10% des Kanalvolumens ausfüllt. Figure 3 shows a preferred embodiment of a bipolar plate 10 according to the invention, wherein the same reference numerals are used for matching elements. The main difference consists in a channel volume reducing material 14, which is arranged in the channel bottoms of the coolant side 1 1 a one of the plates 1 1. In the embodiment shown in FIG. 3, the channel volume reducing material 14 is arranged exclusively in the channel bottoms of the channels. The channel volume reducing material 14 can be arranged both on the coolant side 1 1 a of the cathode and the anode plate 1 1. The channel volume reducing material 14 shown in Figure 3 is a non-porous, coated material which occupies a portion of preferably at least 10% of the channel volume.
Das Kanalvolumen verringernde Material 14 reduziert in Abhängigkeit von der Dicke, in der es auf die Kühlmittelseite 1 1 a aufgetragen wird, den Querschnitt des Kanals 12 und somit das transportierte Kühlmittelvolumen. Je nach Wärmeleitwert des Kanalvolumen verringernden Materials 14 beeinflusst die Wahl der Platte, auf die das Kanalvolumen verringernde Material 14 selektiv aufgebracht wird, das Strömungsbild und damit das Kühlverhalten an den Platten. The channel volume reducing material 14 reduces, depending on the thickness in which it is applied to the coolant side 1 1 a, the cross section of the channel 12 and thus the transported coolant volume. Depending on the thermal conductivity of the channel volume reducing material 14, the choice of plate to which the channel volume reducing material 14 is selectively applied affects the flow pattern and hence the cooling behavior on the plates.
In alternativer Ausgestaltung kann das das Kanalvolumen verringernde Material 14, wie in Figur 4 gezeigt, auf den Kühlmittelseiten 1 1 a beider Platten 1 1 aufgebracht sein. Dadurch wird bei gleichzeitigem Einhalten der Symmetrie der Kanäle 12 eine weitere Reduzierung des In an alternative embodiment, the channel volume reducing material 14, as shown in Figure 4, be applied to the coolant sides 1 1 a of both plates 1 1. As a result, while maintaining the symmetry of the channels 12, a further reduction of the
Kanalquerschnitts und infolge dessen eine weitere Kühlmittelvolumenreduktion erreicht. Channel cross-section and as a result achieved a further coolant volume reduction.
Die in den Figuren 3 und 4 dargestellten Beschichtungen von Kanalvolumen verringerndem Material 14 sind durch Auftragen des Materials in flüssiger Form beispielsweise durch The coatings of channel volume reducing material 14 shown in FIGS. 3 and 4 are formed by applying the material in liquid form, for example, by
Spritzguss, Siebdruck oder Ähnliches herstellbar. Das Material wird dabei stets nur in einem definierten Bereich innerhalb der Kanalböden der betreffenden Kühlmittelseite 1 1 a vor einem Zusammensetzen der Platten 1 1 aufgebracht. Die in Figur 4 gezeigte Ausgestaltung kann alternativ auch in zwei Schritten nach dem Zusammensetzen der Platten 1 1 hergestellt werden. Die beiden Schritte umfassen dann ein Einbringen des Materials in die Kanäle in flüssiger Form und, nach Härten eines Teils des Materials, ein Entfernen des überschüssigen Materials, beispielsweise durch Ausgießen. Figur 5 zeigt eine erfindungsgemäße Bipolarplatte 10 in einer weiteren Ausgestaltung. Hierbei ist das Kanalvolumen verringernde Material 14 ebenfalls als Beschichtung ausgeführt, und die Beschichtung wurde vor dem Zusammenbringen der Platten 1 1 , zumindest innerhalb des aktiven Bereichs der Bipolarplatte 10, vollflächig auf die Kühlmittelseite 1 1 a einer der Platten aufgebracht. Das heißt, zunächst sind sowohl die Bereiche der Kanäle 12, als auch die der Stege 16 mit Kanalvolumen verringerndem Material 14 beschichtet. Es kann dabei ein Material gewählt werden, welches während des Auftragens flüssig oder zumindest viskos ist. Noch vor einem Aushärten des Materials werden die Platten kühlmittelseitig aufeinandergepresst, sodass das Kanalvolumen verringernde Material 14 aus dem Bereich der Stege 16 herausgedrückt wird. Dadurch ist das Kanalvolumen verringernde Material 14, im Unterschied zu den in der Figur 3 gezeigten Ausführungsform, nicht nur im Kanalboden einer der Platten, sondern auch in einem stegnahen Bereich der anderen Platte angeordnet. Je nach Eigenschaft des Injection molding, screen printing or the like can be produced. The material is always applied only in a defined area within the channel bottoms of the relevant coolant side 1 1 a before assembling the plates 1 1. The embodiment shown in Figure 4 can alternatively be prepared in two steps after assembly of the plates 1 1. The two steps then involve introducing the material into the channels in liquid form and, after curing a portion of the material, removing the excess material, for example by pouring. FIG. 5 shows a bipolar plate 10 according to the invention in a further embodiment. Here, the channel volume reducing material 14 is also designed as a coating, and the coating was applied before contacting the plates 1 1, at least within the active area of the bipolar plate 10 over the entire surface on the coolant side 1 1 a of the plates. That is, first, both the areas of the channels 12, as well as those of the webs 16 coated with channel volume reducing material 14. It can be chosen a material which is liquid or at least viscous during application. Even before curing of the material, the plates are pressed against each other on the coolant side, so that the channel volume reducing material 14 is pushed out of the region of the webs 16. As a result, the channel volume reducing material 14, unlike the embodiment shown in Figure 3, not only in the channel bottom of one of the plates, but also arranged in a region near the web of the other plate. Depending on the property of
verwendeten Materials 14 wird in diesem Bereich zwischen den Platten 1 1 eine dichtende und/oder klebende Verbindung ausgebildet. Im Bereich der Stege 16 stehen die Platten 1 1 ebenso wie in weiteren gezeigten Ausführungsformen miteinander in Kontakt. used material 14 is formed in this area between the plates 1 1 a sealing and / or adhesive connection. In the region of the webs 16, the plates 11 are in contact with each other, as in other embodiments shown.
Letzteres ist ebenfalls in einer weiteren, in Figur 6 dargestellten Ausgestaltung der Erfindung gewährleistet. Das Kanalvolumen verringernde Material 14 wird wie bei Figur 5 erläutert in flüssigem oder zumindest viskosem Zustand auf die Kühlmittelseite 1 1 a einer der Platten 1 1 aufgebracht. Im Unterschied zu Figur 5 wird das Material jedoch vor dem Zusammensetzen der Platten 1 1 vor oder nach dem Aushärten des Materials im Bereich der Stege abgetragen. Ein geeignetes Verfahren zum Abtragen des Kanalvolumen verringernden Materials 14 ist zum Beispiel Rakeln. Das Material 14 kann in der fertiggestellten Bipolarplatte 10 neben der Kanalvolumen verringernden Funktion eine dichtende Funktion zeigen. The latter is also ensured in a further embodiment of the invention shown in FIG. The channel volume reducing material 14 is as explained in Figure 5 in a liquid or at least viscous state on the coolant side 1 1 a of the plates 1 1 applied. In contrast to Figure 5, however, the material is removed before assembly of the plates 1 1 before or after the curing of the material in the region of the webs. A suitable method for removing the channel volume reducing material 14 is, for example, doctoring. The material 14 may have a sealing function in the finished bipolar plate 10 in addition to the channel volume decreasing function.
Alternativ oder zusätzlich zu einer Auftragung als Beschichtung kann das Kanalvolumen verringernde Material 14 als poröses Material vorliegen. In Figur 7 ist dazu eine mögliche Ausgestaltung gezeigt, in der das porös vorliegende, Kanalvolumen verringernde Material 14 im dargestellten Bereich den gesamten Kanal 12 auskleidet. Das Kühlmittelvolumen wird in dieser Ausgestaltungsform durch Anzahl und Größe der Poren 17 des Materials 14 definiert. Das Kanalvolumen verringernde Material 14 kann hierzu beispielsweise durch ein Einsprühen eines Schaums in die Kanäle 12 einer zusammengesetzten Bipolarplatte erfolgen. Alternativ kann poröses, Kanalvolumen verringerndes Material 14 in granulärer Form in die Kanäle 12 eingebracht werden. Eine weitere Alternative zum Einbringen eines porösen, Kanalvolumen verringernden Materials 14 in die Kanäle 12 einer Bipolarplatte 10 bietet das in Figur 8 skizzierte Verfahren. Das vorzugsweise poröse, Kanalvolumen verringernde Material 14 kann in zumindest viskoser Form auf die Kühlmittelseite 1 1 a einer oder beider Platten 1 1 der Bipolarplatte 10 aufgebracht werden. Dabei werden die Kanäle 12 vollständig oder teilweise mit dem Material 14 gefüllt. Gleichzeitig werden die Stege zwischen den Kanälen nicht mit Kanalvolumen verringerndem Material 14 beschichtet. Anschließend werden die Platten 1 1 übereinandergesetzt und gegebenenfalls verpresst. In dieser Ausführungsform kann das Kanalvolumen verringernde Material 14 zum Zeitpunkt des Zusammensetzens der Platten 1 1 vorzugsweise vollständig ausgehärtet sein, da somit das Material 14 in dem durch das Aufbringen definierten Bereich verbleibt. Alternatively, or in addition to a coating application, the channel volume reducing material 14 may be present as a porous material. FIG. 7 shows a possible embodiment in which the porous, channel-volume-reducing material 14 in the illustrated area lines the entire channel 12. The coolant volume is defined in this embodiment by the number and size of the pores 17 of the material 14. The channel volume reducing material 14 can be done for this purpose, for example by spraying a foam into the channels 12 of a composite bipolar plate. Alternatively, porous channel volume reducing material 14 may be introduced into channels 12 in granular form. Another alternative for introducing a porous, channel volume reducing material 14 into the channels 12 of a bipolar plate 10 provides the outlined in Figure 8 method. The preferably porous, channel volume reducing material 14 may be applied in at least viscous form on the coolant side 1 1 a of one or both plates 1 1 of the bipolar plate 10. The channels 12 are completely or partially filled with the material 14. At the same time, the lands between the channels are not coated with channel volume reducing material 14. Subsequently, the plates 1 1 are placed over one another and optionally pressed. In this embodiment, the channel volume reducing material 14 may preferably be fully cured at the time of assembly of the plates 11, as thus the material 14 remains in the area defined by the application.
In der in Figur 8 gezeigten Ausgestaltung sind im Unterschied zu den anderen Darstellungen die Platten 1 1 der Bipolarplatte 10 nicht gleich ausgeführt. Insbesondere ist die Struktur auf der Zellseite 1 1 b und der Kühlmittelseite 1 1 a nicht symmetrisch. Eine der Platten zeigt In the embodiment shown in Figure 8, in contrast to the other representations, the plates 1 1 of the bipolar plate 10 are not the same. In particular, the structure on the cell side 1 1 b and the coolant side 1 1 a is not symmetrical. One of the plates shows
kühlmittelseitig ein Profil, in dem die Stege 16 breiter sind als die Kanalböden, während die andere Platte 1 1 ein umgekehrtes Bild zeigt. Die infolge des Zusammensetzens derartiger Platten 1 1 entstehenden Kühlmittelkanäle 12 sind ebenfalls nicht symmetrisch. Somit kann es bei einem im Zuge der Figur 8 beschriebenen Verfahren zum Anordnen des Kanalvolumen verringernden Materials 14 zu einem Kontakt zwischen Kanalvolumen verringerndem Material 14 und gegenüberliegender Platte 1 1 kommen, falls das Kanalvolumen verringernde Material 14 auf der Kühlmittelseite 1 1 a derjenigen Platte 1 1 angeordnet wurde, der die größeren, insbesondere breiteren Kanalböden aufweist. In diesem Fall kann das Kanalvolumen verringernde Material 14 je nach Materialtyp zusätzlich zu einer Kühlmittel verdrängenden eine dichtende und/oder verklebende Funktion erfüllen. Coolant side, a profile in which the webs 16 are wider than the channel bottoms, while the other plate 1 1 shows a reverse image. The resulting due to the composition of such plates 1 1 coolant channels 12 are also not symmetrical. Thus, in a method of arranging the channel volume reducing material 14 as shown in FIG. 8, contact between channel volume reducing material 14 and opposing plate 11 may occur if the channel volume reducing material 14 on the coolant side 11a of that plate 11 was arranged, which has the larger, especially wider channel bottoms. In this case, the channel volume reducing material 14 may perform a sealing and / or bonding function, depending on the type of material, in addition to a refrigerant displacing.
In allen beschrieben Ausführungsformen wird als Kanalvolumen verringerndes Material 14 vorzugsweise ein Material mit Wärmeleitwerten Λ von mindestens 1W/mk verwendet. Derartige Materialien sind insbesondere Ruß, Graphit-Komposit, Siliziumkarbid, Aluminiumnitrit, In all the embodiments described, a material having heat conductivities Λ of at least 1 W / mk is preferably used as the channel volume reducing material 14. Such materials are in particular carbon black, graphite composite, silicon carbide, aluminum nitrite,
Metallschaum und/oder wärmeleitfähige Polymere. Metal foam and / or thermally conductive polymers.
Die verschiedenen, in dieser Anmeldung genannten Ausführungsformen der Erfindung sind, sofern im Einzelfall nicht anders ausgeführt, mit Vorteil miteinander kombinierbar. Bezugszeichenliste Bipolarplatte The various embodiments of the invention mentioned in this application are, unless otherwise stated in the individual case, advantageously combinable with one another. Bipolar plate
Platte plate
a Kühlmittelseitea Coolant side
b Zellseite b cell side
Kühlmittelkanal  Coolant channel
Kühlmittel  coolant
Kanalvolumen verringerndes Material  Channel volume reducing material
Reaktandengas  reactant
Steg  web
Poren 0 Brennstoffzelle  Pores 0 fuel cell
1 erste Endplatte 1 first end plate
2 zweite Endplatte 2 second end plate
3 Bipolarplatte (Stand der Technik) 3 bipolar plate (prior art)
4 Membran-Elektroden-Einheit4 membrane electrode assembly
5 Dichtungselement5 sealing element
6 Spannelement 6 clamping element

Claims

Patentansprüche claims
1 . Bipolarplatte (10) für eine Brennstoffzelle, wobei die Bipolarplatte (10) ein Paar von 1 . A bipolar plate (10) for a fuel cell, wherein the bipolar plate (10) comprises a pair of
profilierten Platten (1 1 ) umfasst und jede Platte (1 1 ) eine Kühlmittelseite (1 1 a) und eine Zellseite (1 1 b) aufweist und die beiden Platten (1 1 ) derart einander gegenüber angeordnet und verbunden sind, dass zwischen den einander zugewandten Kühlmittelseiten (1 1 a) Kanäle (12) zum Transport von Kühlmittel ausgebildet werden, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Platten (1 1 ) auf ihrer Kühlmittelseite (1 1 a) ein Material (14) zur Verringerung eines Kanalvolumens der Kanäle (12) aufweist.  profiled plates (1 1) and each plate (1 1) has a coolant side (1 1 a) and a cell side (1 1 b) and the two plates (1 1) arranged and connected to each other in such a way that between the each other facing coolant sides (1 1 a) channels (12) are formed for transporting coolant, characterized in that at least one of the plates (1 1) on its coolant side (1 1 a) a material (14) for reducing a channel volume of the channels ( 12).
2. Bipolarplatte (10) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Kanalvolumen verringernde Material (14) einen Wärmeleitwert AB von mindestens 1 W/mK aufweist. 2. bipolar plate (10) according to claim 1, characterized in that the channel volume reducing material (14) has a thermal conductivity A B of at least 1 W / mK.
3. Bipolarplatte (10) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Kanalvolumen verringernde Material (14) Ruß, Graphit-Komposit, Siliciumcarbid, Aluminiumnitrit, Metallschaum und/oder ein wärmeleitfähiges Polymer umfasst. 3. Bipolar plate (10) according to claim 1, characterized in that the channel volume reducing material (14) comprises carbon black, graphite composite, silicon carbide, aluminum nitrite, metal foam and / or a thermally conductive polymer.
4. Bipolarplatte (10) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Kanalvolumen verringernde Material (14) eine Beschichtung ist. 4. bipolar plate (10) according to claim 1, characterized in that the channel volume reducing material (14) is a coating.
5. Bipolarplatte (10) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Kanalvolumen verringernde Material (14) eine dichtende und/oder klebende Funktion hat. 5. bipolar plate (10) according to claim 1, characterized in that the channel volume reducing material (14) has a sealing and / or adhesive function.
6. Bipolarplatte (10) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Kanalvolumen verringernde Material (14) ein poröses Material ist, das die Kanäle (12) teilweise oder vollständig ausfüllt. 6. bipolar plate (10) according to claim 1, characterized in that the channel volume reducing material (14) is a porous material, which fills the channels (12) partially or completely.
7. Bipolarplatte (10) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass sich das Kanalvolumen verringernde Material (14) nur bereichsweise, über die Kühlmittelseite (1 1 a) erstreckt. 7. bipolar plate (10) according to claim 1, characterized in that the channel volume reducing material (14) only partially, on the coolant side (1 1 a) extends.
8. Bipolarplatte (10) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass sich das Kanalvolumen verringernde Material (14) nur im Bereich der Kanalböden erstreckt. 8. bipolar plate (10) according to claim 1, characterized in that the channel volume reducing material (14) extends only in the region of the channel bottoms.
9. Bipolarplatte (10) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Platten (1 1 ) ein metallisches Material umfassen. 9. bipolar plate (10) according to claim 1, characterized in that the plates (1 1) comprise a metallic material.
10. Brennstoffzelle mit mindestens einer Bipolarplatte (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9. 10. Fuel cell with at least one bipolar plate (10) according to one of claims 1 to 9.
PCT/EP2014/078536 2014-03-25 2014-12-18 Bipolar plate and fuel cell with a bipolar plate of this type WO2015144269A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014205543.1 2014-03-25
DE102014205543.1A DE102014205543A1 (en) 2014-03-25 2014-03-25 Bipolar plate and fuel cell with such a

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2015144269A1 true WO2015144269A1 (en) 2015-10-01

Family

ID=52144693

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2014/078536 WO2015144269A1 (en) 2014-03-25 2014-12-18 Bipolar plate and fuel cell with a bipolar plate of this type

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102014205543A1 (en)
WO (1) WO2015144269A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112952131A (en) * 2021-03-12 2021-06-11 大连交通大学 Fe-Mn-based alloy bipolar plate with nanocrystalline AlN modified layer and preparation method thereof
CN114420967A (en) * 2022-03-29 2022-04-29 潍柴动力股份有限公司 Hydrogen fuel cell stack and method for solving problem of rapid life decay of end unit

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016225573A1 (en) * 2016-12-20 2018-06-21 Robert Bosch Gmbh Bipolar plate for a fuel cell and fuel cell
FR3117275B1 (en) 2020-12-08 2023-06-09 Commissariat Energie Atomique Printed bipolar plate for electrochemical reactor
DE102022101359A1 (en) 2022-01-21 2023-07-27 Audi Aktiengesellschaft Method for operating a fuel cell device, fuel cell device and motor vehicle with a fuel cell device

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003092105A1 (en) * 2002-04-25 2003-11-06 General Motors Corporation Bipolar plate assembly having transverse legs
DE10236998A1 (en) * 2002-08-13 2004-03-04 Daimlerchrysler Ag Electrochemical cell especially a proton exchange membrane fuel cell or electrolysis cell has element to automatically alter the cross section of a flow channel
US20050053810A1 (en) * 2003-09-08 2005-03-10 Honda Motor Co., Ltd. Method and system for starting up fuel cell stack at subzero temperatures, and method of designing fuel cell stack
DE10393075T5 (en) * 2002-08-19 2005-08-25 General Motors Corp. (N.D.Ges.D. Staates Delaware), Detroit Bipolar plate for fuel cells with a conductive foam as a coolant layer
US6974648B2 (en) 2003-09-12 2005-12-13 General Motors Corporation Nested bipolar plate for fuel cell and method
US7291414B2 (en) 2004-12-10 2007-11-06 General Motors Corporation Reactant feed for nested stamped plates for a compact fuel cell
US20080050629A1 (en) * 2006-08-25 2008-02-28 Bruce Lin Apparatus and method for managing a flow of cooling media in a fuel cell stack
DE112004001443T5 (en) 2003-08-06 2008-03-20 General Motors Corp., Detroit Adhesive connections for metallic bipolar plates
DE102011009353A1 (en) * 2010-01-28 2011-09-01 Gm Global Technology Operations Llc , ( N. D. Ges. D. Staates Delaware ) Bipolar plate with reduced coolant volume and asymmetric heat removal
WO2014035395A1 (en) * 2012-08-30 2014-03-06 Utc Power Corporation Fuel cell component having selected cooling capacity distribution

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003092105A1 (en) * 2002-04-25 2003-11-06 General Motors Corporation Bipolar plate assembly having transverse legs
DE10236998A1 (en) * 2002-08-13 2004-03-04 Daimlerchrysler Ag Electrochemical cell especially a proton exchange membrane fuel cell or electrolysis cell has element to automatically alter the cross section of a flow channel
DE10393075T5 (en) * 2002-08-19 2005-08-25 General Motors Corp. (N.D.Ges.D. Staates Delaware), Detroit Bipolar plate for fuel cells with a conductive foam as a coolant layer
DE112004001443T5 (en) 2003-08-06 2008-03-20 General Motors Corp., Detroit Adhesive connections for metallic bipolar plates
US20050053810A1 (en) * 2003-09-08 2005-03-10 Honda Motor Co., Ltd. Method and system for starting up fuel cell stack at subzero temperatures, and method of designing fuel cell stack
US6974648B2 (en) 2003-09-12 2005-12-13 General Motors Corporation Nested bipolar plate for fuel cell and method
US7291414B2 (en) 2004-12-10 2007-11-06 General Motors Corporation Reactant feed for nested stamped plates for a compact fuel cell
US20080050629A1 (en) * 2006-08-25 2008-02-28 Bruce Lin Apparatus and method for managing a flow of cooling media in a fuel cell stack
DE102011009353A1 (en) * 2010-01-28 2011-09-01 Gm Global Technology Operations Llc , ( N. D. Ges. D. Staates Delaware ) Bipolar plate with reduced coolant volume and asymmetric heat removal
WO2014035395A1 (en) * 2012-08-30 2014-03-06 Utc Power Corporation Fuel cell component having selected cooling capacity distribution

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112952131A (en) * 2021-03-12 2021-06-11 大连交通大学 Fe-Mn-based alloy bipolar plate with nanocrystalline AlN modified layer and preparation method thereof
CN112952131B (en) * 2021-03-12 2023-08-22 大连交通大学 Fe-Mn-based alloy bipolar plate with nanocrystalline AlN modified layer and preparation method thereof
CN114420967A (en) * 2022-03-29 2022-04-29 潍柴动力股份有限公司 Hydrogen fuel cell stack and method for solving problem of rapid life decay of end unit
CN114420967B (en) * 2022-03-29 2022-08-05 潍柴动力股份有限公司 Hydrogen fuel cell stack and method for solving problem of rapid life decay of end unit

Also Published As

Publication number Publication date
DE102014205543A1 (en) 2015-10-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE112004002294B4 (en) Fuel cell system and cathode diffusion layer for a fuel cell system
DE102008013439B4 (en) Fuel cell stack and bipolar plate for a fuel cell
DE102004008231B4 (en) Fuel cell assembly and method of making a flat tube fuel cell
CH636987A5 (en) FUEL CELL SYSTEM.
EP3378117B1 (en) Bipolar plate having asymmetrical sealing sections, and fuel cell stack having such a bipolar plate
WO2015144269A1 (en) Bipolar plate and fuel cell with a bipolar plate of this type
DE10392954T5 (en) Pem fuel cell stack without gas diffusion medium
EP3326227B1 (en) Fuel cell and fuel cell stack
EP3884535B1 (en) Fuel cell plate, bipolar plate and fuel cell device
DE102014009814A1 (en) Porous inserts for improved coolant distribution in fuel cell bipolar plate assemblies
WO2010054744A1 (en) Bipolar plate for a fuel cell arrangement, particularly for disposing between two adjacent membrane electrode arrangements in a fuel cell stack
WO2015150533A1 (en) Bipolar plate and a fuel cell comprising same
WO2017016976A1 (en) Bipolar plate and membrane electrode unit for a fuel cell arranged in a fuel cell stack, fuel cell and fuel cell stack
EP2181474A1 (en) Bipolar plate for fuel cells
WO2019175200A1 (en) Gas distributor structure for a fuel cell
DE102016122590A1 (en) Polar plate for a fuel cell and fuel cell stack
WO2019185350A1 (en) Gas distributor structure for a fuel cell
DE102013208450A1 (en) Bipolar plate, fuel cell layer, fuel cell stack and motor vehicle
DE102004017501C5 (en) Fuel cell, fuel cell stack, process for their preparation and use of the fuel cell
DE102008056421B4 (en) Separator plate for a fuel cell with an electrolyte membrane
EP1981108B1 (en) Interconnector assembly and method for manufacturing a connector assembly for a fuel cell stack
EP3329535A1 (en) Membrane for a membrane-electrode unit of a fuel cell and production method
DE102015207455A1 (en) Bipolar plate with different thickness half plates and fuel cell stack with such
DE102008033209A1 (en) Fuel cell arrangement i.e. polymer-electrolyte-membrane fuel cell arrangement, for vehicle, has rods arranged relative to each other, such that electrode-arrangement arranged between bipolar plates is corrugated in mounted condition
DE102009043208A1 (en) Material design to allow fuel cell performance at high center temperature with ultrathin electrodes

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 14816234

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 14816234

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1