WO2019185350A1 - Gasverteilerstruktur für eine brennstoffzelle - Google Patents

Gasverteilerstruktur für eine brennstoffzelle Download PDF

Info

Publication number
WO2019185350A1
WO2019185350A1 PCT/EP2019/056244 EP2019056244W WO2019185350A1 WO 2019185350 A1 WO2019185350 A1 WO 2019185350A1 EP 2019056244 W EP2019056244 W EP 2019056244W WO 2019185350 A1 WO2019185350 A1 WO 2019185350A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
region
fuel cell
distributor structure
gas distributor
gas
Prior art date
Application number
PCT/EP2019/056244
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Friedrich Kneule
Arne Stephen FISCHER
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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 Robert Bosch Gmbh filed Critical Robert Bosch Gmbh
Publication of WO2019185350A1 publication Critical patent/WO2019185350A1/de

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
    • H01M8/023—Porous and characterised by the material
    • H01M8/0234—Carbonaceous material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B1/00—Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
    • C25B1/01—Products
    • C25B1/02—Hydrogen or oxygen
    • C25B1/04—Hydrogen or oxygen by electrolysis of water
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B9/00—Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
    • C25B9/70—Assemblies comprising two or more cells
    • C25B9/73—Assemblies comprising two or more cells of the filter-press type
    • 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
    • H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M2008/1095—Fuel cells with polymeric electrolytes
    • 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
    • H01M8/0204—Non-porous and characterised by the material
    • H01M8/0206—Metals or alloys
    • 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
    • H01M8/023—Porous and characterised by the material
    • H01M8/0241—Composites
    • H01M8/0245—Composites in the form of layered or coated products
    • 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
    • Y02E60/36—Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis
    • 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 gas distributor structure for a fuel cell, in particular a PEM fuel cell, which serves to provide a reactant to the fuel cell, according to the preamble of the independent
  • the invention relates to a corresponding fuel cell according to the independent device claim.
  • Fuel cells are electrochemical energy converters. In fuel cells, hydrogen H2 and oxygen 02 are converted into water H20, electrical energy and heat for energy.
  • a known fuel cell 100 * in particular a PEM fuel cell is shown schematically.
  • the fuel cell 100 * comprises five components.
  • a proton-conductive membrane 103 for example a polymer membrane.
  • the membrane 103 is embedded between two gas diffusion layers GDL of microporous graphite paper or graphite fabric, wherein either the membrane 103 or the gas diffusion layers GDL to the
  • the gas diffusion layers GDL are in turn arranged between two bipolar plates 101, 102.
  • a stack or repeating unit of this construction forms a (fuel cell) stack.
  • the bipolar plates 101, 102 serve to roughly distribute the reaction gases or the reactants into the fuel cell 100 *.
  • the bipolar plates 101, 102 are typically produced by embossing a channel structure in a sheet about 0.1 mm thick (see FIG.
  • Structure sizes are on the order of 1-2 mm.
  • the problem here is the accumulation of water in the gas diffusion layers GDL under the webs of the bipolar plate 101 on the cathode side K of the fuel cell 100 * (see Figure lb).
  • the gas flow under the webs of the bipolar plates 101, 102 is hindered.
  • the invention provides a gas distributor structure for a fuel cell, in particular a PEM fuel cell, or for an electrolyzer, which serves to provide a reactant to the fuel cell, having the features of the independent device claim and a fuel cell with at least one corresponding gas distributor structure with the characteristics of the sibling independent device claim.
  • the present invention provides a gas distributor structure for a fuel cell, in particular a PEM fuel cell, which is used to provide a
  • Reactant to the fuel cell comprising a first region having a first, in particular coarse, distributor structure for providing the reactant in the fuel cell, wherein the first region is brought to a bipolar plate of the fuel cell to rest, and a second region with a second, in particular fine or subordinate distribution structure for distributing the reactant over a membrane of the fuel cell, wherein the second area on the membrane can be brought to rest.
  • the first region and the second region are formed by a gas diffusion layer.
  • the gas distributor structure according to the invention can be particularly applied to
  • Cathode side of the bipolar plate be advantageous to avoid accumulation of water on the membrane. Furthermore, the inventive
  • Gas distribution structure on both sides of the membrane may be advantageous to favor the gas flow on both sides of the fuel cell. Thanks to the gas distributor structure according to the invention, the bipolar plate on the
  • Cathode side be configured planar, for example. As a flat sheet. On the anode side, the bipolar plate may have an embossed metallic sheet. Between the two sheets, a coolant can be added. As a gas diffusion layer, an open porous, fine tissue or fleece-like carbon paper is conceivable. At the contact surface with one another, either the membrane or the gas diffusion layer can be coated with a catalyst material for the electrochemical reaction, for example platinum.
  • An idea of the invention lies in the fact that a combined gas distributor structure for a coarse feed line into the fuel cell and a fine distribution of the reactant or the reaction gas in the fuel cell is provided.
  • the first or coarse distribution structure can be formed by the shape of the top of the gas diffusion layer, which comes to rest on the bipolar plate.
  • the fine or second distribution structure can be provided by the internal composition of the gas diffusion layer as an open porous, fine tissue or fleece-like carbon paper.
  • the coarse manifold structure provides a rough distribution of the reactant in the fuel cell with a low pressure loss and at no great expense, for example, when designing a compressor. Due to the fine distribution structure, the reactant or the reaction gas is distributed evenly over the active surface of the membrane.
  • the inventive idea is that a unified gas distributor structure is provided from a single continuous gas diffusion layer, which at the top with a coarse distribution structure is provided.
  • the coarse and the fine distributor structure are united.
  • the coarse distributor structure as the shape of the top of the gas diffusion layer replaces the embossed channel structure in the cathode-side bipolar plate, which can now be formed as a simple flat sheet metal.
  • accumulations of water from the active surface of the membrane are kept at a distance and almost avoided.
  • respective obstacles in the form of gas-impermeable webs in the embossed sheet metal structures of the bipolar plates
  • the coarse distributor structure can be formed in the form of elevations at the top of the gas diffusion layer, which comes to rest on the bipolar plate. Between the elevations, the channels for the almost unimpeded gas flow of the reaction gases are formed.
  • the elevations may be in the form of knobs, beads, columns or the like.
  • the structured at the top gas diffusion layer can also be made with different union porosities.
  • Gas diffusion layer and the individual fibers of the gas diffusion layer can also be provided with a corrosion protection coating.
  • Be electrolysers with a polymer membrane This membrane can either be conductive for protons or hydroxide ions.
  • the invention may provide for a gas distributor structure that the gas diffusion layer is formed of a fibrous and / or non-woven carbon material.
  • the inner composition of the gas diffusion layer allows for a fine distribution of the reactants over the active area of the membrane.
  • the first region has a periodic or a stochastic first distribution structure.
  • Reaction gas or the reactant can be reduced.
  • stochastic first distribution structure can in turn the manufacture of the
  • Gas distribution structure can be simplified.
  • the first region may have an upper side which bears against the bipolar plate on which the first distributor structure is formed, the upper side, viewed in cross-section with respect to a flow direction of the reactant through the gas distributor structure, having a sinusoidal shape has an angular shape or a groove shape. Through a sinusoidal shape, a smooth transition of the reactant from the first
  • the gas distributor structure can be formed in a single mold.
  • the gas distributor structure is made of a block, wherein at the top of the block grooves are produced by a removal of the material of the gas diffusion layer.
  • Distributor level of the reactant has multiple parallel, tapered (or tapered) or alternately tapered, the same length or different long grooves or elevations. By parallel grooves or protrusions, the production of the first distribution structure can be simplified.
  • the pressure drop when distributing the reactant can be specifically reduced.
  • Gas distribution structure can be increased.
  • the second region has a flat underside, which comes to rest flat against the membrane. Thereby, a uniform distribution of the reactant over the membrane through the pores of the gas diffusion layer can be achieved, whereby the degree of efficiency can be increased.
  • first region and the second region are formed in one process step.
  • the invention may provide that the first region and the second region are formed in one piece, of the same material and / or monolithically (made of a material or material).
  • the invention provides a fuel cell and / or
  • Fuel cell stack having at least one gas distribution structure on a cathode side and / or on an anode side, which, as described above, may be executed.
  • Fig. 2 is a schematic representation of the combined invention
  • Fig. 3a shows a possible embodiment of a first coarse
  • Fig. 3b shows another possible embodiment of a first coarse
  • Fig. 4a is a schematic representation of a combined invention
  • Fig. 4b is a schematic representation of a combined invention
  • Fig. 5a shows a possible embodiment of a fuel cell in the sense of
  • FIG. 5b another possible embodiment of a fuel cell in
  • Figure la shows a classic example of a known fuel cell 100 *, which is designed as described above. In the case of the fuel cell 100 * according to FIG. 1 a, however, the risk of water accumulation under the webs of the fuel cell * (see FIG. 1 a).
  • Membrane 103 can thereby block. Thus, the diffusion of the
  • the present invention provides a gas distributor structure 10 for a fuel cell 100, for example, a PEM fuel cell, which serves to provide a reactant to the fuel cell 100.
  • the gas distributor structure 10 according to the invention comprises a first region 11 with a first, preferably coarse, distributor structure S1 for providing the reactant into the fuel cell 100, wherein the first region 11 can be brought to bear against a bipolar plate 101 of the fuel cell 100, and with a second region 12 a second, in particular fine or subordinate, distribution structure S2 for distributing the reactant over a membrane 103 of the fuel cell 100, wherein the second region 12 can be brought to the membrane 103 for support.
  • the first region 11 and the second region 12 are formed by a gas diffusion layer GDL.
  • Gas diffusion layer GDL is an open porous, fine tissue or fleece-like carbon paper conceivable.
  • the invention provides a unified gas distributor structure 10 for coarse feed of the reactant into the fuel cell 100 and fine distribution of the reactant in the fuel cell 100.
  • the coarse manifold structure S1 provides a coarse distribution of the reactant in the fuel cell 100 with a low pressure loss and at low cost.
  • the fine or second distribution structure S2 of the gas distributor structure 10 according to the invention is provided by the internal composition of the gas diffusion layer GDL as an open porous, fine tissue or nonwoven carbon paper. Due to the fine distribution structure S2, the reactant or the reaction gas is distributed uniformly over the active surface of the membrane 103.
  • the coarse distribution structure S1 and the fine distribution structure S2 are combined in the context of a single, continuous gas diffusion layer GDL.
  • the coarse distributor structure S1 on the upper side 11.1 of the gas diffusion layer GDL replaces the embossed channel structure in the conventional cathode-side bipolar plate 101, which was shown in FIGS. 1a and 1b.
  • the cathode-side bipolar plate 101 may now be formed as a simple flat sheet.
  • the accumulations of water at the contact surface between the cathode-side bipolar plate 101 and the gas diffusion layer GDL according to the invention can not propagate, if at all, to the active surface of the membrane 103.
  • Gas diffusion layer GDL not interrupted. Both problems, the accumulation of product water H20 under the bars of the bipolar plate 101 on the
  • Cathode side K of the fuel cell 100 and the obstruction of the gas flow to the membrane 103 on both sides A, K of the fuel cell 100 are eliminated by the invention in an advantageous manner.
  • Areas of application for the invention can be fuel cells 100 and electrolyzers with a
  • This membrane 103 can be either conductive to protons or hydroxide ions.
  • the coarse distributor structure S1 can be formed on the upper side 11.1 of the first region 11 in the form of elevations.
  • the second region 12 has a flat underside 12. 1, which comes to bear flat against the membrane 103.
  • This can be a
  • the coarse manifold structure S1 may have different shapes.
  • the coarse distributor structure S1 can have a sinusoidal shape (see Figure 3a), an angular shape (see Figure 3b) or a groove shape (see Figure 3c). Depending on the use or manufacture, one or the other form of the gas distributor structure 10 may be advantageous.
  • the coarse distributor structure S1 can be formed on the upper side 11.1 of the first region 11 in the form of nubs or grooves or beads. With the aid of nubs, the bearing surface between the gas diffusion layer GDL and the bipolar plate 101 can be reduced, whereby the risk of water accumulation is reliably avoided. By means of grooves, in turn, a simple assembly of the gas distributor structure 10 can be ensured.
  • the first region 11 may have a periodic (see Figures 4a and 4b) or a stochastic (not shown) first distribution structure S1.
  • a periodic first see Figures 4a and 4b
  • a stochastic first distribution structure S1 By a periodic first
  • the gas flow can be set and predicted in a simple manner. Moreover, by a periodic first
  • Gas distributor structure 10 can be simplified.
  • the first distributor structure S1 can be provided with the gas distributor structure 10 in only one common production step.
  • first region 11 of the gas distributor structure 10 may have a plurality of parallel (see FIG. not shown) may have grooves or elevations.
  • the gas distributor structure 10 according to the invention can be provided on the cathode side K of the fuel cell 100 in order to
  • a planar one may be provided on the anode side A of the fuel cell 100
  • Gas diffusion layer GDL can be used as a fine gas distributor structure 112. As further shown in FIG. 5b, the inventive
  • the membrane 103 may be provided to promote the gas flow on both sides A, K of the membrane 103.
  • the bipolar plate 101 on the cathode side K be configured planar, for example. As a flat sheet.
  • the bipolar plate 102 according to both Figures 5a and 5b may be further formed as an embossed metallic sheet. Between the two bipolar plates 101,
  • a coolant for example. Water H20, are recorded.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Gasverteilerstruktur (10) für eine Brennstoffzelle (100), die zum Bereitstellen eines Reaktanten an die Brennstoffzelle (100) dient, aufweisendeinen ersten Bereich (11) mit einer ersten Verteilerstruktur (S1) zum Bereitstellen des Reaktanten in die Brennstoffzelle (100), wobei der erste Bereich (11) an einer Bipolarplatte (101) der Brennstoffzelle (100) zur Auflage bringbar ist, und einen zweiten Bereich (12) mit einer zweiten Verteilerstruktur (S2) zum Verteilen des Reaktanten über einer Membran (103) der Brennstoffzelle (100), wobei der zweite Bereich (12) an der Membran (103) zur Auflage bringbar ist. Hierzu ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass der erste Bereich (11) und der zweite Bereich (12) durch eine Gasdiffusionslage (GDL) gebildet sind.

Description

Beschreibung
Gasverteilerstruktur für eine Brennstoffzelle
Die Erfindung betrifft eine Gasverteilerstruktur für eine Brennstoffzelle, insbesondere eine PEM-Brennstoffzelle, die zum Bereitstellen eines Reaktanten an die Brennstoffzelle dient, nach dem Oberbegriff des unabhängigen
Vorrichtungsanspruches. Ferner betrifft die Erfindung eine entsprechende Brennstoffzelle nach dem nebengeordneten Vorrichtungsanspruch.
Stand der Technik
Brennstoffzellen sind elektrochemische Energiewandler. Bei Brennstoffzellen wird Wasserstoff H2 und Sauerstoff 02 zur Energiegewinnung in Wasser H20, elektrische Energie und Wärme umgewandelt. In der Figur la ist schematisch der Aufbau einer bekannten Brennstoffzelle 100*, insbesondere einer PEM- Brennstoffzelle gezeigt. Die Brennstoffzelle 100* umfasst fünf Komponenten. In der Mitte befindet sich eine protonenleitfähige Membran 103, bspw. eine Polymermembran. Die Membran 103 ist zwischen zwei Gasdiffusionslagen GDL aus mikroporösem Graphitpapier bzw. Graphitgewebe eingebettet, wobei entweder die Membran 103 oder die Gasdiffusionslagen GDL an den
Kontaktflächen mit einem Katalysatormaterial für die elektrochemische Reaktion beschichtet sind. Die Gasdiffusionslagen GDL sind wiederum zwischen zwei Bipolarplatten 101, 102 angeordnet. Ein Stapel bzw. eine Wiederholungseinheit dieses Aufbaus bildet einen (Brennstoffzellen-)Stack.
Die Bipolarplatten 101, 102 dienen zum groben Verteilen der Reaktionsgase bzw. der Reaktanten in die Brennstoffzelle 100*. Die mikroporösen
Gasdiffusionslagen GDL, übernehmen letztlich die feine Verteilung der
Reaktionsgase über der Membran 103 sowie die Abführung von Produktwasser H20 von der Membran 103 in die Struktur der Bipolarplatten 101, 102. Um die grobe Verteilung der Betriebsmedien mit einem geringen Druckverlust und ohne größere Kosten zu gewährleisten, werden die Bipolarplatten 101, 102 typischerweise durch Prägen einer Kanalstruktur in ein ca. 0,1 mm dickes Blech hergestellt (vgl. Figur la). Die Kanal- und Stegbreiten oder allgemein die
Strukturgrößen liegen dabei in einer Größenordnung von 1-2 mm. Problematisch ist dabei die Wasseransammlung in den Gasdiffusionslagen GDL unter den Stegen der Bipolarplatte 101 auf der Kathodenseite K der Brennstoffzelle 100* (s. Figur lb). Zudem wird der Gasfluss unter den Stegen der Bipolarplatten 101, 102 behindert.
Offenbarung der Erfindung
Die Erfindung sieht eine Gasverteilerstruktur für eine Brennstoffzelle vor, insbesondere eine PEM-Brennstoffzelle, oder für einen Elektrolyseur, die zum Bereitstellen eines Reaktanten an die Brennstoffzelle dient, mit den Merkmalen des unabhängigen Vorrichtungsanspruches sowie eine Brennstoffzelle mit mindestens einer entsprechenden Gasverteilerstruktur mit den Merkmalen des nebengeordneten unabhängigen Vorrichtungsanspruches. Weitere Vorteile, Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Gasverteilerstruktur beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Brennstoffzelle und jeweils umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.
Die vorliegende Erfindung sieht eine Gasverteilerstruktur für eine Brennstoffzelle, insbesondere eine PEM-Brennstoffzelle, vor, die zum Bereitstellen eines
Reaktanten an die Brennstoffzelle dient, aufweisend einen ersten Bereich mit einer ersten, insbesondere groben, Verteilerstruktur zum Bereitstellen des Reaktanten in die Brennstoffzelle, wobei der erste Bereich an einer Bipolarplatte der Brennstoffzelle zur Auflage bringbar ist, und einen zweiten Bereich mit einer zweiten, insbesondere feinen bzw. untergeordneten, Verteilerstruktur zum Verteilen des Reaktanten über einer Membran der Brennstoffzelle, wobei der zweite Bereich an der Membran zur Auflage bringbar ist. Hierzu ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass der erste Bereich und der zweite Bereich durch eine Gasdiffusionslage gebildet sind.
Die erfindungsgemäße Gasverteilerstruktur kann besonders auf der
Kathodenseite der Bipolarplatte vorteilhaft sein, um Wasseransammlungen an der Membran zu vermeiden. Weiterhin kann die erfindungsgemäße
Gasverteilerstruktur auf beiden Seiten der Membran vorteilhaft sein, um den Gasfluss an beiden Seiten der Brennstoffzelle zu begünstigen. Dank der erfindungsgemäßen Gasverteilerstruktur kann die Bipolarplatte auf der
Kathodenseite planar ausgestaltet sein, bspw. als ein flaches Blech. Auf der Anodenseite kann die Bipolarplatte ein geprägtes metallisches Blech aufweisen. Zwischen den beiden Blechen kann ein Kühlmittel aufgenommen werden. Als Gasdiffusionslage ist dabei ein offen poröses, feines gewebe- oder vliesartiges Kohlenstoffpapier denkbar. An der Kontaktfläche untereinander kann entweder die Membran oder die Gasdiffusionslage mit einem Katalysatormaterial für die elektrochemische Reaktion, bspw. Platin, beschichtet werden.
Ein Erfindungsgedanke liegt dabei darin, dass eine vereinte Gasverteilerstruktur für eine grobe Zuleitung in die Brennstoffzelle und eine feine Verteilung des Reaktanten bzw. des Reaktionsgases in der Brennstoffzelle bereitgestellt wird. Die erste bzw. grobe Verteilerstruktur kann dabei durch die Form der Oberseite der Gasdiffusionslage gebildet werden, die an der Bipolarplatte zur Auflage kommt. Die feine bzw. zweite Verteilerstruktur kann dabei durch die innere Zusammensetzung der Gasdiffusionslage als ein offen poröses, feines gewebe- oder vliesartiges Kohlenstoffpapier bereitgestellt werden. Durch die grobe Verteilerstruktur wir ein grobes Verteilen des Reaktanten in der Brennstoffzelle mit einem geringen Druckverlust und ohne großen Kostenaufwand, bspw. beim Auslegen eines Verdichters, bereitgestellt. Durch die feine Verteilerstruktur wird der Reaktant bzw. das Reaktionsgas gleichmäßig über der aktiven Fläche der Membran verteilt.
Mit anderen Worten liegt der Erfindungsgedanke darin, dass eine vereinte Gasverteilerstruktur aus einer einzigen durchgehenden Gasdiffusionslage bereitgestellt wird, die an der Oberseite mit einer groben Verteilerstruktur versehen wird. Im Rahmen einer einzigen, durchgehenden Gasdiffusionslage werden also die grobe und die feine Verteilerstruktur vereint. Die grobe Verteiler struktur als Form der Oberseite der Gasdiffusionslage ersetzt dabei die geprägte Kanalstruktur in der kathodenseitigen Bipolarplatte, die nun als ein einfaches flaches Blech ausgebildet sein kann. Somit werden Wasseransammlungen von der aktiven Fläche der Membran auf Abstand gehalten und nahezu vermieden. Zudem werden somit jeweilige Hindernisse (in Form von gasundurchlässigen Stegen in den geprägten Blechstrukturen der Bipolarplatten) für den Fluss der Reaktionsgase eliminiert.
Die grobe Verteilerstruktur kann dabei in Form von Erhebungen an der Oberseite der Gasdiffusionslage ausgeformt werden, die an der Bipolarplatte zur Auflage kommt. Zwischen den Erhebungen werden die Kanäle für den nahezu ungehinderten Gasfluss der Reaktionsgase gebildet. Die Erhebungen können in Form von Noppen, Wülsten, Säulen oder dergleichen ausgebildet sein. Die an der Oberseite strukturierte Gasdiffusionslage kann außerdem mit unterschied lichen Porositäten hergestellt werden. Die Oberseite der strukturierten
Gasdiffusionslage sowie die einzelnen Fasern der Gasdiffusionslage können zudem mit einer Korrosionsschutzbeschichtung versehen werden.
Beide Probleme, die Ansammlung von Produktwasser unter den Stegen der Bipolarplatten auf der Kathodenseite der Brennstoffzelle sowie die Behinderung des Gasflusses zur Membran auf beiden Seiten der Brennstoffzelle werden durch die Erfindung auf eine vorteilhafte Weise behoben oder zumindest gemindert. Anwendungsbereiche für die Erfindung können Brennstoffzellen und
Elektrolyseure mit einer Polymermembran sein. Diese Membran kann entweder leitfähig für Protonen oder Hydroxid-Ionen sein.
Ferner kann die Erfindung bei einer Gasverteilerstruktur vorsehen, dass die Gasdiffusionslage aus einem faserartigen und/oder vliesartigen Kohlenstoff material ausgebildet ist. Somit kann durch die innere Zusammensetzung der Gasdiffusionslage eine feine Verteilung der Reaktanten über der aktiven Fläche der Membran ermöglicht werden. Weiterhin ist es denkbar, dass der erste Bereich eine periodische oder eine stochastische erste Verteilerstruktur aufweist. Durch eine periodische erste Verteilerstruktur kann der Gasfluss auf eine einfache Weise eingestellt und prognostiziert werden. Außerdem kann durch eine bestimmte periodische Ausformung der ersten Verteilerstruktur der Druckabfall beim Fluss des
Reaktionsgases bzw. des Reaktanten vermindert werden. Durch eine
stochastische erste Verteilerstruktur kann wiederum die Herstellung der
Gasverteilerstruktur vereinfacht werden.
Ferner kann es vorgesehen sein, dass der erste Bereich eine Oberseite aufweist, die an der Bipolarplatte zur Auflage kommt, an der die erste Verteilerstruktur ausgeformt ist, wobei die Oberseite im Schnitt quer zu einer Strömungsrichtung des Reaktanten durch die Gasverteilerstruktur gesehen eine sinusoidale Form, eine eckige Form oder eine Rillenform aufweist. Durch eine sinusoidale Form kann ein gleichmäßiger Übergang des Reaktanten aus der ersten
Verteilerstruktur in die zweite Verteilerstruktur erreicht und die Oberfläche hierzu vergrößert werden. Zudem kann dadurch die Auflagefläche zwischen der Gasverteilerstruktur und der Bipolarplatte vermindert werden, wodurch die Wasseransammlungen noch weiter reduziert werden können. Durch eine eckige Form kann die Herstellung der ersten Verteilerstruktur jedoch vereinfacht werden. Im Rahmen der Erfindung ist es denkbar, dass die Gasverteilerstruktur in einer einzigen Form ausgebildet werden kann. Weiterhin ist es denkbar, dass die Gasverteilerstruktur aus einem Block hergestellt wird, wobei an der Oberseite des Blocks Rillen durch eine Abtragung des Materials der Gasdiffusionslage hergestellt werden.
Zudem ist es erfindungsgemäß möglich, dass der erste Bereich in der
Verteilerebene des Reaktanten mehrere parallele, zulaufende (bzw. sich verjüngende) oder abwechselnd zulaufende, gleich lange oder unterschiedliche lange Rillen oder Erhebungen aufweist. Durch parallele Rillen oder Erhebungen kann die Herstellung der ersten Verteilerstruktur vereinfacht werden.
Durchzulaufende Rillen oder Erhebungen kann der Druckabfall beim Verteilen des Reaktanten gezielt gemindert werden. Bei abwechselnd zulaufenden Rillen kann es vorteilhaft sein, den Reaktanten aus unterschiedlichen Richtungen in die Brennstoffzelle einzuleiten. Da der Übergang aus der ersten Verteilerstruktur in die zweite Verteilerstruktur durch die Poren der Gasdiffusionslage erfolgt, brauchen die Rillen oder Erhebungen nicht über die gesamte Länge des
Gasflusses ausgebildet werden. Dadurch kann die Stabilität der
Gasverteilerstruktur erhöht werden.
Außerdem ist es zweckmäßig, dass der zweite Bereich eine ebene Unterseite aufweist, die flächig an der Membran zur Auflage kommt. Dadurch kann ein gleichmäßiges Verteilen des Reaktanten über der Membran durch die Poren der Gasdiffusionslage erreicht werden, wodurch der Effizienzgrad erhöht werden kann.
Ebenfalls erscheint es zweckmäßig, dass der erste Bereich und der zweite Bereich in einem Verfahrensschritt ausgeformt sind. Somit kann der
Herstellungsprozess der Gasverteilerstruktur schnell und kostengünstig erfolgen.
Weiterhin kann die Erfindung bei einer Gasverteilerstruktur vorsehen, dass der erste Bereich und der zweite Bereich einstückig, materialeinheitlich und/oder monolithisch (aus einem Stoff bzw. Material) ausgebildet sind. Somit kann der Zusammenbau einer Brennstoffzelle oder eines Stacks mit mehreren
Brennstoffzellen vereinfacht werden.
Des Weiteren stellt die Erfindung eine Brennstoffzelle und/oder
Brennstoffzellenstack bereit, die auf einer Kathodenseite und/oder auf einer Anodenseite mindestens eine Gasverteilerstruktur aufweist, die, wie oben beschrieben, ausgeführt sein kann. Mithilfe der erfindungsgemäßen
Brennstoffzelle können die gleichen Vorteile erreicht werden, die oben im
Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Gasverteilerstruktur beschrieben wurden. Auf diese Vorteile wird vorliegend vollumfänglich Bezug genommen.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele:
Die erfindungsgemäße Gasverteilerstruktur und die erfindungsgemäße
Brennstoffzelle und deren Weiterbildungen sowie deren Vorteile werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen jeweils schematisch: Fig. la eine beispielhafte Brennstoffzelle nach dem Stand der Technik,
Fig. lb Problematiken bei der Brennstoffzelle nach der Figur la,
Fig. 2 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen vereinten
Gasverteilerstruktur mit einer ersten groben Verteilerstruktur und einer zweiten feinen Verteilerstruktur,
Fig. 3a ein mögliches Ausführungsbeispiel einer ersten groben
Verteilerstruktur im Sinne der Erfindung,
Fig. 3b ein weiteres mögliches Ausführungsbeispiel einer ersten groben
Verteilerstruktur im Sinne der Erfindung,
Fig. 3c ein weiteres mögliches Ausführungsbeispiel einer ersten groben
Verteilerstruktur im Sinne der Erfindung,
Fig. 4a eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen vereinten
Gasverteilerstruktur mit einer ersten groben Verteilerstruktur in Form von Rillen,
Fig. 4b eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen vereinten
Gasverteilerstruktur mit einer ersten groben Verteilerstruktur in Form von Noppen,
Fig. 5a ein mögliches Ausführungsbeispiel einer Brennstoffzelle im Sinne der
Erfindung, und
Fig. 5b ein weiteres mögliches Ausführungsbeispiel einer Brennstoffzelle im
Sinne der Erfindung.
In den unterschiedlichen Figuren sind gleiche Teile der Erfindung stets mit denselben Bezugszeichen versehen, weshalb diese in der Regel nur einmal beschrieben werden. Die Figur la zeigt ein klassisches Beispiel einer bekannten Brennstoffzelle 100*, die wie oben beschrieben ausgeführt ist. Bei der Brennstoffzelle 100* gemäß der Figur la entsteht jedoch auf der Kathodenseite K der Brennstoffzelle* (s. Figur lb) die Gefahr der Wasseransammlungen unter den Stegen der
kathodenseitigen Bipolarplatte 101. Die Bereiche der aktiven Fläche der
Membran 103 können dadurch blockieren. Somit kann die Diffusion der
Wasserstoffionen H+ durch die Membran 103 behindert und der Betrieb der Brennstoffzelle 100* gestört werden. Zudem wird der Gasfluss der Reaktanten unter den Stegen der Bipolarplatten 101, 102 durch die Wasseransammlungen behindert.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren 2 bis 5b erklärt.
Die vorliegende Erfindung stellt eine Gasverteilerstruktur 10 für eine Brenn stoffzelle 100, bspw. eine PEM-Brennstoffzelle, bereit, die zum Bereitstellen eines Reaktanten an die Brennstoffzelle 100 dient. Die erfindungsgemäße Gasverteilerstruktur 10 umfasst einen ersten Bereich 11 mit einer ersten, vorzugsweise groben, Verteilerstruktur S1 zum Bereitstellen des Reaktanten in die Brennstoffzelle 100, wobei der erste Bereich 11 an einer Bipolarplatte 101 der Brennstoffzelle 100 zur Auflage bringbar ist, und einen zweiten Bereich 12 mit einer zweiten, insbesondere feinen bzw. untergeordneten, Verteilerstruktur S2 zum Verteilen des Reaktanten über einer Membran 103 der Brennstoffzelle 100, wobei der zweite Bereich 12 an der Membran 103 zur Auflage bringbar ist.
Hierzu ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass der erste Bereich 11 und der zweite Bereich 12 durch eine Gasdiffusionslage GDL gebildet sind. Als
Gasdiffusionslage GDL ist dabei ein offen poröses, feines gewebe- oder vliesartiges Kohlenstoffpapier denkbar.
Somit stellt die Erfindung eine vereinte Gasverteilerstruktur 10 für eine grobe Zuleitung des Reaktanten in die Brennstoffzelle 100 und eine feine Verteilung des Reaktanten in der Brennstoffzelle 100 bereit.
Wie es aus den Figuren 2 und 3a bis 3c sowie 5a und 5b ersichtlich ist, ist die erste bzw. grobe Verteilerstruktur S1 der erfindungsgemäßen Gasverteilerstruktur 10 durch die Ausformung der Oberseite 11.1 der
Gasdiffusionslage GDL im ersten Bereich 11 der Gasverteilerstruktur 10 gebildet, wobei die Oberseite 11.1 der Gasverteilerstruktur 10 an der Bipolarplatte 103 der Brennstoffzelle 100 zur Auflage kommt. Durch die grobe Verteilerstruktur S1 wird ein grobes Verteilen des Reaktanten in der Brennstoffzelle 100 mit einem geringen Druckverlust und ohne großen Kostenaufwand bereitgestellt.
Wie es des Weiteren aus den Figuren 2 sowie 5a und 5b zum Ausdruck kommt, ist die feine bzw. zweite Verteilerstruktur S2 der erfindungsgemäßen Gas verteilerstruktur 10 durch die innere Zusammensetzung der Gasdiffusionslage GDL als ein offen poröses, feines gewebe- oder vliesartiges Kohlenstoffpapier bereitgestellt. Durch die feine Verteilerstruktur S2 wird der Reaktant bzw. das Reaktionsgas gleichmäßig über der aktiven Fläche der Membran 103 verteilt.
Somit werden im Rahmen einer einzigen, durchgehenden Gasdiffusionslage GDL die grobe Verteilerstruktur S1 und die feine Verteilerstruktur S2 vereint.
Die grobe Verteilerstruktur S1 an der Oberseite 11.1 der Gasdiffusionslage GDL ersetzt dabei die geprägte Kanalstruktur in der herkömmlichen kathodenseitigen Bipolarplatte 101, die in den Figuren la und lb gezeigt wurde. Gemäß der Erfindung kann die kathodenseitige Bipolarplatte 101 nun als ein einfaches flaches Blech ausgebildet sein.
Die Wasseransammlungen an der Kontaktfläche zwischen der kathodenseitigen Bipolarplatte 101 und der erfindungsgemäßen Gasdiffusionslage GDL können sich nicht, wenn überhaupt, zur aktiven Fläche der Membran 103 ausbreiten. Zudem wird der Fluss der Reaktanten durch die erfindungsgemäße
Gasdiffusionslage GDL nicht unterbrochen. Beide Probleme, die Ansammlung von Produktwasser H20 unter den Stegen der Bipolarplatte 101 auf der
Kathodenseite K der Brennstoffzelle 100 sowie die Behinderung des Gasflusses zur Membran 103 auf beiden Seiten A, K der Brennstoffzelle 100 werden durch die Erfindung auf eine vorteilhafte Weise behoben. Anwendungsbereiche für die Erfindung können Brennstoffzellen 100 und Elektrolyseure mit einer
Polymermembran 103 sein. Diese Membran 103 kann entweder leitfähig für Protonen oder Hydroxid-Ionen sein. Wie es die Figur 2 andeutet, kann die grobe Verteilerstruktur S1 an der Oberseite 11.1 des ersten Bereiches 11 in Form von Erhebungen ausgeformt sein.
Gleichzeitig weist der zweite Bereich 12 eine ebene Unterseite 12.1 auf, die flächig an der Membran 103 zur Auflage kommt. Dadurch kann ein
gleichmäßiges Verteilen des Reaktanten über der Membran 103 durch die Poren der Gasdiffusionslage GDL erreicht werden.
Wie es weiterhin die Figuren 3a bis 3c zeigen, kann die grobe Verteilerstruktur S1 unterschiedliche Formen aufweisen. Im Querschnitt durch die
erfindungsgemäße Gasverteilerstruktur 10, der quer zu einer Strömungsrichtung x des Reaktanten gebildet ist, kann die grobe Verteilerstruktur S1 eine Sinusform (s. Figur 3a), eine eckige Form (s. Figur 3b) oder eine Rillenform (s. Figur 3c) aufweisen. Je nach Verwendung oder Herstellung kann die eine oder die andere Form der Gasverteilerstruktur 10 von Vorteil sein.
Wie es die Figuren 4a und 4b zeigen, kann die grobe Verteilerstruktur S1 an der Oberseite 11.1 des ersten Bereiches 11 in Form von Noppen oder Rillen bzw. Wülsten ausgebildet sein. Mithilfe von Noppen kann die Auflagefläche zwischen der Gasdiffusionslage GDL und der Bipolarplatte 101 reduziert werden, wodurch die Gefahr der Wasseransammlungen zuverlässig vermieden wird. Mithilfe von Rillen kann wiederum eine einfache Montage der Gasverteilerstruktur 10 gewährleistet werden.
Im Rahmen der Erfindung ist es denkbar, dass der erste Bereich 11 eine periodische (vgl. Figuren 4a und 4b) oder eine stochastische (nicht dargestellt) erste Verteilerstruktur S1 aufweisen kann. Durch eine periodische erste
Verteilerstruktur S1 kann der Gasfluss auf eine einfache Weise eingestellt und prognostiziert werden. Außerdem kann durch eine periodische erste
Verteilerstruktur S1 der Druckabfall beim Fluss des Reaktionsgases bzw. des Reaktanten gezielt vermindert werden, bspw. durchzulaufende Rillen. Durch eine stochastische erste Verteilerstruktur S1 kann jedoch die Herstellung der
Gasverteilerstruktur 10 vereinfacht werden. Die erste Verteilerstruktur S1 kann in nur einem gemeinsamen Herstellungsschritt mit der Gasverteilerstruktur 10 bereitgestellt werden.
Gleichwohl ist es denkbar, dass zunächst ein monolithischer Block aus einer Gasdiffusionslage GDL bereitgestellt wird und danach die erste Verteilerstruktur S1 durch Abtragen des Materials der Gasdiffusionslage GDL an der Oberseite 11.1 im ersten Bereich 12 ausgebildet wird.
Zudem ist es denkbar, dass der erste Bereich 11 der Gasverteilerstruktur 10 in der Verteilerebene des Reaktanten mehrere parallele (s. Figur 4a), zulaufende (nicht dargestellt) oder abwechselnd zulaufende (nicht dargestellt), gleich lange (nicht dargestellt) oder unterschiedliche lange (nicht dargestellt) Rillen oder Erhebungen aufweisen kann.
Wie es die Figur 5a zeigt, kann die erfindungsgemäße Gasverteilerstruktur 10 auf der Kathodenseite K der Brennstoffzelle 100 vorgesehen sein, um
Wasseransammlungen an der Membran 103 zu vermeiden. Im Beispiel der Figur 5a kann auf der Anodenseite A der Brennstoffzelle 100 eine ebene
Gasdiffusionslage GDL als eine feine Gasverteilerstruktur 112 eingesetzt werden. Wie es weiterhin die Figur 5b zeigt, kann die erfindungsgemäße
Gasverteilerstruktur 10 auf beiden Seiten, der Anodenseite A und der
Kathodenseite K, der Membran 103 vorgesehen sein, um den Gasfluss an beiden Seiten A, K der Membran 103 zu begünstigen. Bei beiden
Ausführungsformen kann in Kombination mit der erfindungsgemäßen
Gasverteilerstruktur 10 die Bipolarplatte 101 auf der Kathodenseite K planar ausgestaltet sein, bspw. als ein flaches Blech. Auf der Anodenseite A kann die Bipolarplatte 102 gemäß beider Figuren 5a und 5b weiterhin als ein geprägtes metallisches Blech ausgebildet sein. Zwischen den beiden Bipolarplatten 101,
102 kann ein Kühlmittel, bspw. Wasser H20, aufgenommen werden.
Die voranstehende Beschreibung der Figuren 2 bis 5b beschreibt die vorliegende Erfindung ausschließlich im Rahmen von Beispielen. Selbstverständlich können einzelne Merkmale der Ausführungsformen, sofern es technisch sinnvoll ist, frei miteinander kombiniert werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Claims

Ansprüche
1. Gasverteilerstruktur (10) für eine Brennstoffzelle (100), die zum
Bereitstellen eines Reaktanten an die Brennstoffzelle (100) dient, aufweisend:
einen ersten Bereich (11) mit einer ersten Verteilerstruktur (Sl) zum Bereitstellen des Reaktanten in die Brennstoffzelle (100),
wobei der erste Bereich (11) an einer Bipolarplatte (101) der
Brennstoffzelle (100) zur Auflage bringbar ist, und
einen zweiten Bereich (12) mit einer zweiten Verteilerstruktur (S2) zum Verteilen des Reaktanten über einer Membran (103) der Brennstoffzelle (100), wobei der zweite Bereich (12) an der Membran (103) zur Auflage bringbar ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass der erste Bereich (11) und der zweite Bereich (12) durch eine Gasdiffusionslage (GDL) gebildet sind.
2. Gasverteilerstruktur (10) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Gasdiffusionslage (GDL) aus einem faserartigen und/oder vliesartigen Kohlenstoffmaterial ausgebildet ist.
3. Gasverteilerstruktur (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass der erste Bereich (11) eine periodische oder eine stochastische erste Verteilerstruktur (Sl) aufweist.
4. Gasverteilerstruktur (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass der erste Bereich (11) eine Oberseite (11.1) aufweist, die an der Bipolarplatte (101) zu Auflage kommt, an der die erste Verteilerstruktur ausgeformt ist,
wobei die Oberseite (11.1) im Schnitt quer zu einer Strömungsrichtung (x) des Reaktanten durch die Gasverteilerstruktur (10) gesehen eine sinusoidale Form, eine eckige Form oder eine Rillenform aufweist.
5. Gasverteilerstruktur (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass der erste Bereich (11) in der Verteilerebene (x, y) des Reaktanten mehrere parallele, zulaufende oder abwechselnd zulaufende, gleich lange oder unterschiedliche lange Rillen (R) oder Erhebungen (E) aufweist.
6. Gasverteilerstruktur (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass der zweite Bereich (12) eine ebene Unterseite (12.1) aufweist, die flächig an der Membran (103) zur Auflage kommt.
7. Gasverteilerstruktur (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass der erste Bereich (11) und der zweite Bereich (12) in einem
Verfahrensschritt ausgeformt sind.
8. Gasverteilerstruktur (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass der erste Bereich (11) und der zweite Bereich (12) einstückig, materialeinheitlich und/oder monolithisch ausgebildet sind.
9. Brennstoffzelle (100), die auf einer Kathodenseite (K) und/oder auf einer Anodenseite (A) mindestens eine Gasverteilerstruktur (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche aufweist.
PCT/EP2019/056244 2018-03-27 2019-03-13 Gasverteilerstruktur für eine brennstoffzelle WO2019185350A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018204605.0A DE102018204605A1 (de) 2018-03-27 2018-03-27 Gasverteilerstruktur für eine Brennstoffzelle
DE102018204605.0 2018-03-27

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2019185350A1 true WO2019185350A1 (de) 2019-10-03

Family

ID=65904371

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2019/056244 WO2019185350A1 (de) 2018-03-27 2019-03-13 Gasverteilerstruktur für eine brennstoffzelle

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102018204605A1 (de)
WO (1) WO2019185350A1 (de)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111193045B (zh) * 2020-01-02 2021-08-10 武汉中极氢能产业创新中心有限公司 燃料电池
CN112117465B (zh) * 2020-08-06 2022-06-21 江苏大学 一种燃料电池气体扩散层及加工方法
CN112467152A (zh) * 2020-11-25 2021-03-09 上海电气集团股份有限公司 气体扩散层、燃料电池、加工模具及加工工艺

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100196779A1 (en) * 2005-03-30 2010-08-05 Toshiki Koyama Fuel cell and electrode material for fuel cell
US20110053030A1 (en) * 2009-09-03 2011-03-03 Korea Institute Of Energy Research Fuel Cell with Gas Diffusion Layer having Flow Channel and Manufacturing Method Thereof
US20120021329A1 (en) * 2009-09-01 2012-01-26 Masaki Yamauchi Membrane electrode assembly and method of manufacturing the same, as well as fuel cell
DE102013006360A1 (de) * 2013-04-12 2014-03-27 Daimler Ag Brennstoffzelle für ein Brennstoffzellensystem
WO2016005257A1 (de) * 2014-07-11 2016-01-14 Sgl Carbon Se Membran-elektroden-einheit

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100196779A1 (en) * 2005-03-30 2010-08-05 Toshiki Koyama Fuel cell and electrode material for fuel cell
US20120021329A1 (en) * 2009-09-01 2012-01-26 Masaki Yamauchi Membrane electrode assembly and method of manufacturing the same, as well as fuel cell
US20110053030A1 (en) * 2009-09-03 2011-03-03 Korea Institute Of Energy Research Fuel Cell with Gas Diffusion Layer having Flow Channel and Manufacturing Method Thereof
DE102013006360A1 (de) * 2013-04-12 2014-03-27 Daimler Ag Brennstoffzelle für ein Brennstoffzellensystem
WO2016005257A1 (de) * 2014-07-11 2016-01-14 Sgl Carbon Se Membran-elektroden-einheit

Also Published As

Publication number Publication date
DE102018204605A1 (de) 2019-10-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1760808B1 (de) Elektroden für Brennstoffzellen
DE112007002797B4 (de) Brennstoffzelle mit kanalbildenden elementen
DE20308332U1 (de) Elektrochemisches Verdichtersystem
CH636987A5 (de) Brennstoffzellenanlage.
WO2019175200A1 (de) Gasverteilerstruktur für eine brennstoffzelle
DE102008013439A1 (de) Gabelung von Strömungskanälen in Strömungsfeldern von Bipolarplatten
WO2019185350A1 (de) Gasverteilerstruktur für eine brennstoffzelle
EP3884535B1 (de) Brennstoffzellenplatte, bipolarplatte und brennstoffzellenvorrichtung
WO2019175199A1 (de) Gasverteilerstruktur für eine brennstoffzelle
WO2017016976A1 (de) Bipolarplatte und membran-elektroden-einheit für eine in einem brennstoffzellenstapel angeordnete brennstoffzelle, brennstoffzelle und brennstoffzellenstapel
DE102018214645A1 (de) Gasverteilerstruktur für ein Brennstoffzellensystem
DE102014206336A1 (de) Bipolarplatte, Brennstoffzelle und ein Kraftfahrzeug
WO2015144269A1 (de) Bipolarplatte sowie brennstoffzelle mit einer solchen
EP4133541B1 (de) Membranelektrodenanordnung und brennstoffzelle, elektrolysezelle, elektrochemischer wasserstoffkompressor, redoxflussbatterie oder elektrochemischer sensor umfassend die membranelektrodenanordnung
WO2017102620A1 (de) Einsatz von leitfähigen und hochporösen vliesen als bipolarplatte in pem-brennstoffzellen
EP1981108B1 (de) Interkonnektoranordnung und Verfahren zur Herstellung einer Kontaktanordnung für einen Brennstoffzellenstapel
DE102019220534A1 (de) Elektrochemische Zelle mit einer Verteilerplatte
DE102020114399A1 (de) Strömungselement, Verwendung eines Strömungselementes, Bipolarplatte und Verfahren zum Herstellen eines Strömungselementes
DE102015211930A1 (de) Separatorplatte für eine Brennstoffzelle
DE102008033209A1 (de) Brennstoffzellenanordnung
WO2019185416A1 (de) Gasverteilerstruktur für eine brennstoffzelle
WO2019170652A1 (de) Gasverteilerstruktur für eine brennstoffzelle
DE102021214824A1 (de) Medienverteilerstruktur, Bipolarplatte und elektrochemische Zelle
DE102017219418A1 (de) Gasverteilerplatte zur Gasverteilung und Strömungsführung in Elektrolyseuren und Brennstoffzellen
DE102019211819A1 (de) Halbzeug, Bipolarplatte mit Halbzeug, Brennstoffzelle mit Bipolarplatte sowie Verfahren zum Herstellen eines Halbzeuges

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: 19712920

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 19712920

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1