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Bereich der
Erfindung
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Die
Erfindung betrifft elektrochemische Brennstoffzellen. Im besonderen
betrifft die Erfindung eine an den Seiten eines elektrochemischen
Brennstoffzellenstapels montierte Anordnung von Randverteilerplatten.
Die Randverteiler-Anordnung leitet die Reaktanden- und Kühlmittelströme am Umfang des
Stapels entlang und führt
die Reaktanden- und Kühlmittelströme selektiv
in die einzelnen Brennstoffzellen hinein und aus diesen heraus.
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Hintergrund
der Erfindung
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Elektrochemische
Brennstoffzellen wandeln Brennstoff und Oxidationsmittel in Elektrizität und Reaktionsprodukt
um. Elektrochemische Solid-Polymer-Brenn stoffzellen verwenden im
Allgemeinen eine Membran-Elektroden-Anordnung (MEA), die aus einem
Polymer-Festelektrolyten (Solid-Polymer-Elektrolyt genannt) oder
Ionenaustauschermembran besteht, der bzw. die zwischen zwei Elektroden liegt,
welche von einem porösen,
elektrisch leitfähigen
Flachmaterial, typisch einem Kohlefaser-Papier, gebildet sind. Die
MEA weist eine Katalysatorschicht, typisch in Form von feingemahlenem
Platin, an jeder Membran/Elektrode-Grenzfläche auf, um die gewünschte elektrochemische
Reaktion herbeizuführen.
Die Elektroden sind elektrisch miteinander verbunden, um einen Pfad
zum Leiten von Elektronen zwischen den Elektroden zu einer äußeren Last
zu schaffen.
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An
der Anode permeiert der Brennstoff durch das poröse Elektrodenmaterial und reagiert
an der Katalysatorschicht unter Bildung von Kationen, die durch
die Membran zur Kathode wandern. An der Kathode reagiert die sauerstoffhaltige
Gasquelle an der Katalysatorschicht unter Bildung von Anionen. Die
an der Kathode gebildeten Anionen reagieren mit den Kationen unter
Bildung eines Reaktionsprodukts.
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In
elektrochemischen Brennstoffzellen, welche Wasserstoff als Brennstoff
und sauerstoffhaltige Luft (oder im Wesentlichen reinen Sauerstoff)
als Oxidationsmittel gebrauchen, führt die katalysierte Reaktion
an der Anode zur Entstehung von Wasserstoffkationen (Protonen) aus
der Brennstoffquelle. Die Ionenaustauschermembran erleichtert die
Wanderung von Wasserstoffionen von der Anode zur Kathode. Zusätzlich dazu,
dass sie Wasserstoffionen leitet, trennt die Membran den wasserstoffhaltigen Brennstoffstrom
von dem sauerstoffhaltigen Oxidationsmittelstrom. An der Kathode
reagiert der Sauerstoff an der Katalysatorschicht unter Bildung
von Anionen. Die an der Kathode entstandenen Anionen reagieren mit
den Wasserstoffionen, welche die Membran passiert haben, unter Bildung
von flüssigem
Wasser als Reaktionsprodukt. Die Anoden- und Kathodenreaktionen
in Wasserstoff/Sauerstoff-Brennstoffzellen werden durch die folgenden
Gleichungen verdeutlicht:
Anodenreaktion: H2 → 2H+ + 2e–
Kathodenreaktion:
1/2O2 + 2H+ + 2e– → H2O
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In
typischen Brennstoffzellen liegt die MEA zwischen zwei elektrisch
leitfähigen
Platten, von denen eine jede mindestens einen in ihr eingravierten oder
eingefrästen
Strömungsweg
aufweist. Diese Fluidströmungsfeldplatten
werden typisch aus Graphit hergestellt. Die Strömungswege lenken den Brennstoff
und das Oxidationsmittel zu den jeweiligen Elektroden, nämlich zur
Anode auf der Brennstoffseite und zur Kathode auf der Oxidationsmittelseite.
Bei einer Einzelzellen-Anordung
sind Fluidströmungsfeldplatten
sowohl an der Anoden- wie an der Kathodenseite vorgesehen. Die Platten
fungieren als Stromsammler oder Stromkollektoren, stützen die Elektroden,
schaffen Kanäle
für den
Zutritt des Brennstoffs und Oxidationsmittels zu den Anoden- bzw.
Kathodenoberflächen
und schaffen Kanäle
für die
Entfernung von während
des Zellenbetriebs gebildetem Wasser.
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Zum
Erzielen einer höheren
Gesamtleistungsabgabe der Anordnung können zwei oder mehr Brennstoffzellen
miteinander verbunden werden, was im Allgemeinen in Form einer Reihenschaltung, in
manchen Fällen
aber auch als Parallelschaltung geschieht. Im Falle einer reihengeschalteten
Anordnung dient eine Seite einer gegebenen Platte als Anodenplatte
für eine
Zelle, und die andere Seite der Platte kann als Kathodenplatte für die benachbarte Zelle
dienen. Eine solche Anordnung mehrerer Brennstoffzellen in Reihenschaltung
wird als Brennstoffzellenstapel bezeichnet und wird allgemein mit Hilfe
von Spannstangen und Endplatten in ihrem zusammengebauten Zustand
gehalten. Typisch weist der Stapel Verteiler und Einlassöffnungen
auf, um den Brennstoff (im Wesentlichen reiner Wasserstoff, Methanol-Reformat
oder reformiertes Erdgas) und das Oxidationsmittel (im Wesentlichen
reiner Sauerstoff oder sauerstoffhaltige Luft) zu den Anoden- und Kathoden-Strömungsfeldkanälen zu lenken. Üblicherweise
weist der Stapel auch einen Verteiler und eine Einlassöffnung auf,
um das Kühlmittelfluid,
typischerweise Wasser, zu inneren Kanälen innerhalb des Stapels zu
führen,
um durch die exotherme Reaktion des Wasserstoffs und Sauerstoffs
im Brennstoffzelleninneren entwickelte Wärme aufzunehmen. Allgemein
weist der Stapel außerdem
Auslassverteiler und Auslassöffnungen
zum Austreiben der unreagierten Brennstoff- und Oxidationsmittelgase,
die beide mit mitgerissenem Wasser befrachtet sind, sowie einen
Auslassverteiler und eine Auslassöffnung für das aus dem Stapel austretende
Kühlwasser
auf. Es ist allgemein zweckmäßig, alle
Einlass- und Auslassöffnungen
am gleichen Ende des Stapels anzuordnen.
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Bei
herkömmlichen
elektrochemischen Brennstoffzellenstapeln, welche mit Solid-Polymer-Ionenaustauschermembranen
arbeiten, werden die Verteiler zum Zu- und Abführen von Reaktanden und Produkten
zu den bzw. aus den einzelnen Brennstoffzellen dadurch gebildet,
dass eine Reihe von innerhalb der Reaktanden-Strömungsfeldplatten ausgebildeten
Verteileröffnungen
oder -perforationen zueinander ausgerichtet angeordnet werden. So
offenbart die US-PS Nr. 5 108 849 (Watkins et al.) in 4 und
dem dazugehörigen
Begleittext eine Reaktanden-Fluidströmungsfeldplatte mit mehreren,
an den Ecken ausgebildeten Öffnungen,
welche eine Fluidspeiseöffnung
und eine Fluidabströmöffnung umfassen.
Jeder der in der Strömungsfeldplatte
nach Watkins ausgebildeten Kanäle
umfasst ein in direkter Verbindung mit der Fluidspeiseöffnung stehendes einlassseitiges
Ende und ein in direkter Verbindung mit der Fluidabströmöffnung stehendes
auslassseitiges Ende. Die Kanäle
leiten den Reaktandengasstrom von der Einspeiseöffnung zu dem zentralen, elektrokatalytisch
aktiven Bereich der Brennstoffzelle. Wenn in einem Stapel mehrere
Fluidströmungsfeldplatten
angeordnet sind, ist jede der Fluidspeise- und -abströmöffnungen
jeweils zu der entsprechenden Öffnung
in den benachbarten Platten derart ausgerichtet, dass ein Verteiler
zum Lenken des Reaktandenfluidstroms durch den Bereich, über den
sich der Stapel erstreckt, gebildet wird.
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Bei
anderen Arten von herkömmlichen Brennstoffzellenstapeln,
vornehmlich bei solchen, die flüssige
Elektrolyte verwenden, sind die Verteiler zum Zu- und Abführen von
Reaktanden und Produkten zu den bzw. aus den einzelnen Brennstoffzellen in
einem Rahmen angeordnet, der die Zellenplatten umgibt. In der US-PS
Nr. 3 278 336 (Uline) zum Beispiel wird das Zubringen von Reaktandengas
und Elektrolyt zu der Elektrode und das Ausbringen von Reaktandengas
und Elektrolyt aus der Elektrode mit Hilfe eines Rahmens verwirklicht,
der in seinem oberen und unteren Randbereich mit Öffnungen
versehen ist.
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Die
US-A 3 615 852 scheint einen Brennstoffzellenstapel zu offenbaren
mit einer rahmenartigen Struktur, der eine Mehrzahl von Brennstoffzellen aufweist,
die mit Kanälen
versehen sind, welche von den Brennstoffzellen auf einander gegenüberliegenden
Seiten des Stapels abstehen, zum Zuführen und Abführen von
flüssigem
Elektrolyt und Brennstoffzellenreaktanden. Auf jeder der Seiten
des Stapels sind die Enden der Elektrolytkanäle bzw. die Enden der Reaktandenkanäle durch
separate Anschlussstücke oder
Verteiler separat und beabstandet von den Brennstoffzellen angeschlossen.
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In
der US-PS Nr. 3 615 838 (Erickson), US-PS Nr. 3 814 631 (Warszawski),
US-PS Nr. 4 346 150 (Bellows), US-PS Nr. 4 403 018 (Alfenaar), US-PS
Nr. 4 743 518 (Romanowski) und in der
US-PS
4 943 495 (Okada) sind weitere Beispiele für konventionelle
Brennstoffzellenstapel offenbart, bei denen die Verteiler zum Zu-
und Abführen
von Reaktanden und Produkten zu den bzw. aus den einzelnen Brennstoffzellen
in einem die Zellenplatten umgebenden Rahmen angeordnet sind. Der
Bauweise nach dem Rahmenverteiler-Prinzip sind Nachteile eigen, insofern
als: zum ersten, die Rahmenverteiler-Bauweise das Gesamtvolumen
des Brennstoffzellenstapels vergrößert; zum zweiten, die Rahmenverteiler-Bauweise allgemein
teuer in der Herstellung und/oder Formgebung ist; zum dritten, die
Rahmenverteiler-Bauweise allgemein komplizierte und potentiell ineffiziente
Dichtkonzepte zur Trennung der Reaktanden- und Elektrolytströme gegeneinander,
gegenüber
dem elektrochemisch aktiven Bereich der Brennstoffzelle und gegenüber äußeren Umgebungseinflüssen verwendet;
und zum vierten, die Rahmenverteiler-Bauweise den Zugang zu den
inneren Stapelkomponenten, so etwa den Brennstoffzellen selbst sowie
den zugehörigen
Strukturen, z. B. Sammelschienenplatten, behindert.
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Die
DE-C-41 38 349 offenbart einen Stapel Festoxid-Brennstoffzellen,
welche in einem Gehäuse eingeschlossen
sind, das aus zwei halben Abschnitten zusammengesetzt ist, welche
durch Löten
miteinander verbunden sind. Trennwände, welche sich senkrecht
zur Axialrichtung des Stapels erstrecken, sind zwischen benachbarten
Brennstoffzellen bereitgestellt und in Nuten des Gehäuses gehalten.
Die Gehäuseabschnitte
sind mit internen Brennstoffzellenreaktandenkanälen versehen, welche sich in
Axialrichtung des Stapels erstrecken, und Anzapfbohrungen innerhalb
der Gehäuseabschnitte
bewirken eine Fluidverbindung zwischen den Reaktandenkanälen und
jeder der Brennstoffzellen.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Erfindungsgemäße Brennstoffzellenstapel mit
verbesserten Randverteileranordnungen sind in Anspruch 1 bzw. Anspruch
15 definiert, und die Ansprüche
2 bis 14 definieren weitere Verbesserungen des Brennstoffzellenstapels
von Anspruch 1.
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In
einer ersten bevorzugten Ausgestaltung stellen die mindestens zwei
Verteilerplatten ein Paar von Verteilerplatten dar. In dieser Ausgestaltung weist
jede der Brennstoffzellen bevorzugt einen im Wesentlichen rechteckigen
Querschnitt auf, und die beiden Randverteilerplatten eines jeden
Plattenpaars sind an einander gegenüberliegenden Seiten der zugehörigen Brennstoffzelle
angeordnet. Jede der Brennstoffzellen hat meistbevorzugt einen im
Wesentlichen quadratischen Querschnitt.
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In
einer zweiten bevorzugten Ausgestaltung weist jede der Brennstoffzellen
einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt auf, und die mindestens
zwei Verteilerplatten jeder Brennstoffzelle sind drei Verteilerplatten,
von denen jede auf einer anderen Seite der Brennstoffzelle angeordnet
ist. Jede der Brennstoffzellen hat meistbevorzugt einen im Wesentlichen
quadratischen Querschnitt.
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In
einer dritten bevorzugten Ausgestaltung weist jede der Brennstoffzellen
einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt auf, und die mindestens
zwei Verteilerplatten jeder Brennstoffzelle sind vier Verteilerplatten,
von denen jede auf einer anderen Seite der Brennstoffzelle angeordnet
ist. Jede der Brennstoffzellen weist meistbevorzugt einen im Wesentlichen
quadratischen Querschnitt auf.
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Bei
der bevorzugten Randverteiler-Anordnung weist jede der Verteilerplatten
ein innerhalb eines jeden des mindestens einen Kanals angeordnetes
Rohr auf. Das Rohr erstreckt sich von der Verteilerplatte weg in
die Brennstoffzelle, mit der die Verteilerplatte verbunden ist,
hinein. Das Rohr ist bevorzugt ein metallisches Rohr.
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Bei
der bevorzugten Randverteiler-Anordnung umfasst der mindestens eine
Kanal mehrere voneinander beabstandete Kanäle zum Herstellen einer Fluidverbindung
zwischen der Verteileröffnung und
der Brennstoffzelle, mit der die Verteilerplatte verbunden ist.
Bevorzugt erstrecken sich die Kanäle im Wesentlichen parallel
zueinander durch die Verteilerplatte. Die mindestens eine Verteileröffnung ist
bevorzugt so ausgebildet, dass sich die Kanäle im Wesentlichen eine gleiche
Strecke weit durch die Verteilerplatte erstrecken.
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In
der bevorzugten Randverteiler-Anordnung weist jede der Verteilerplatten
einen rückspringenden Bereich
in einer ihrer Oberflächen
auf. Der rückspringende
Bereich umschreibt im Wesentlichen die mindestens eine Verteileröffnung,
und ein zackenartiger Bereich erstreckt sich von der in die entgegengesetzte
Richtung weisenden Oberfläche
der Verteilerplatte weg, derart, dass sich der zackenartige Bereich
in den rückspringenden
Bereich der benachbarten Verteilerplatte hineinerstreckt. Innerhalb
des rückspringenden
Bereichs ist bevorzugt eine Dichtung angeordnet, derart, dass der
zackenartige Bereich der benachbarten Verteilerplatte die Dichtung
zusammendrückt.
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Bei
der bevorzugten Randverteiler-Anordnung sind die Verteilerplatten
von einem elektrisch isolierenden Material gebildet.
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Bei
einer alternativen Ausführungsform
einer Randverteiler-Anordnung für
einen mehrere Brennstoffzellen umfassenden elektrochemischen Brennstoffzellenstapel
umfasst die Anordnung mehrere Verteilerplatten, und jede der Brennstoffzellen weist eine
einzige Verteilerplatte auf, die mit ihr verbunden ist. Die Verteilerplatte
weist mindestens eine in ihr ausgebildete Verteileröffnung zur
Aufnahme eines Fluids und mindestens einen in ihr ausgebildeten
Kanal zur Herstellung einer Fluidverbindung zwischen der Verteileröffnung und
der Brennstoffzelle, mit der die Verteilerplatte verbunden ist,
auf. Die Verteilerplatte umschreibt die Brennstoffzelle, mit der
die Verteilerplatte verbunden ist, nicht vollständig. Jede der Brennstoffzellen
weist bevorzugt einen vieleckigen Querschnitt auf.
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Kurzbeschreibung
der Figuren
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1 ist
eine Seitenansicht einer elektrochemischen Brennstoffzellenstapel-Anordnung,
worin jedem Stapel eine Randverteiler-Anordnung zugeordnet ist;
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2 ist
eine Draufsicht, Blick nach unten, auf die elektrochemische Brennstoffzellenstapel-Anordnung
von 1;
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3 ist
eine Seitenansicht im Querschnitt eines Bereichs von einem der Stapel
der elektrochemischen Brennstoffzellenstapel-Anordnung von 1 und 2;
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4 ist
eine perspektivische Darstellung einer Fluidströmungsfeldplatte, die ein mit
ihr verbundenes Paar von Randverteilerplatten aufweist;
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5 ist
eine perspektivische Explosionszeichnung der Fluidströmungsfeldplatte
in Verbindung mit einem Paar von Randverteilerplatten, wie sie in 4 im
zusammengebauten Zustand gezeigt ist;
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6 ist
eine Draufsicht auf die Oberseite einer Randverteilerplatte des
in 4 und 5 veranschaulichten Plattenpaars;
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7 ist
eine Draufsicht auf die Unterseite der in 6 gezeigten
Randverteilerplatte;
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8 ist
eine Seitenansicht der Randverteilerplatte von 6 und 7;
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9 ist
eine perspektivische Zeichnung der Randverteilerplatte gemäß den 6 bis 8 in abgebrochener
Darstellung, um den Kanal zur Herstellung einer Fluidverbindung
zwischen der Verteileröffnung
und einem Strömungskanal
der Fluidströmungsfeldplatte,
mit der die Verteilerplatte verbunden ist, zu zeigen;
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10 ist
eine Seitenansicht im Querschnitt der Randverteilerplatte entlang
der abgebrochenen Oberfläche
von 9;
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11 ist
eine Draufsicht der in dem rückspringenden
Bereich der Randverteilerplatte von 7 aufgenommenen
Dichtung;
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12 ist
eine perspektivische Darstellung einer Fluidströmungsfeldplatte mit einer einzigen
und entlang einer Seite mit ihr verbundenen Randverteilerplatte;
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13 ist
eine perspektivische Explosionszeichnung der in 12 im
zusammengebauten Zustand gezeigten Fluidströmungsfeldplatte mit einer einzigen
und entlang einer Seite mit ihr verbundenen Randverteilerplatte;
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14 ist
eine perspektivische Darstellung einer Fluidströmungsfeldplatte mit einer einzigen
und entlang zweier Seiten mit ihr verbundenen Randverteilerplatte;
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15 ist
eine perspektivische Darstellung einer Fluidströmungsfeldplatte mit einer einzigen
und entlang von drei Seiten mit ihr verbundenen Randverteilerplatte;
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16 ist
eine perspektivische Darstellung einer Fluidströmungsfeldplatte mit einem Paar
von Randverteilerplatten, die mit ihr verbunden sind, wobei jede
Randverteilerplatte eine einzige innere Verteileröffnung zum
Leiten eines Reaktanden- oder Kühlmittelstroms
aufweist, welche mit der Brennstoffzelle, mit der die Verteilerplatte
verbunden ist, in Verbindung steht;
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17 ist
eine perspektivische Explosionszeichnung der in 16 in
zusammengebautem Zustand gezeigten Fluidströmungsfeldplatte in Verbindung
mit einem Paar von Randverteilerplatten;
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18 ist
eine perspektivische Darstellung einer Fluidströmungsfeldplatte mit drei nicht
aneinanderstoßenden
Randverteilerplatten, die entlang von drei Seiten mit ihr verbunden
sind;
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19 ist
eine perspektivische Explosionszeichnung der in 18 im
zusammengebauten Zustand gezeigten Fluidströmungsfeldplatte in Verbindung
mit drei nicht aneinanderstoßenden
Randverteilerplatten;
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20 ist
eine perspektivische Darstellung einer Fluidströmungsfeldplatte, welche vier
nicht aneinanderstoßende
Randverteilerplatten aufweist, die entlang von vier Seiten mit ihr
verbunden sind;
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21 ist
eine perspektivische Explosionszeichnung der in 20 im
zusammengebauten Zustand gezeigten Fluidströmungsfeldplatte in Verbindung
mit vier nicht aneinanderstoßenden
Randverteilerplatten.
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Detailbeschreibung
der bevorzugten Ausführungsformen
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Es
wird nun zunächst
auf 1 Bezug genommen, gemäß welcher eine elektrochemische Brennstoffzellenstapel-Anordnung 10 vier
Brennstoffzellenstapel umfasst, von denen in 1 zwei gezeigt
sind, nämlich
als Stapel 12a und 12b. Jeder Stapel wiederum
ist aus mehreren einzelnen Brennstoffzellen zusammengesetzt, von
denen in 1 eine als Brennstoffzelle 14 bezeichnet
ist. Eine ausführlichere
Beschreibung eines Brennstoffzellenstapels 10 findet sich
in der US-Patentschrift Nr. 5 200 278 (Watkins et al.) (in den 1 bis 6 und
dem dazugehörigen
Begleittext).
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Ein
bevorzugtes Reaktandenversorgungs- und -kontrollsystem für Brennstoffzellen
der Art, aus denen die Stapelanordnung 10 aufgebaut ist,
findet sich in der US-Patentschrift Nr. 5 366 821 (Merritt et al.).
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Wie
in 1 gezeigt, werden die Reaktanden-Eintrittsströme (bevorzugt
ein Wasserstoff enthaltender Brennstoffstrom und ein Sauerstoff
enthaltender Oxidationsmittelstrom) und die Kühlmittel-Eintrittsströme der Stapelanordnung 10 mit
Hilfe von externen Einlassverteilern 16, 18, 20 zugebracht.
Jeder der Reaktanden- und Kühlmittel-Eintrittsströme wiederum
wird den einzelnen Stapeln durch mehrere Einlassverteilerkanäle zugeführt. Der
Einlassverteilerkanal, der den Reaktandenstrom von dem externen
Einlassverteiler 16 zu dem Stapel 12a leitet,
ist in 1 als Einlassverteilerkanal 16a bezeichnet.
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Wie
ferner in 1 gezeigt, werden die Reaktanden-
und Kühlmittel-Austrittsströme mit Hilfe mehrerer
Auslassverteilerkanäle
aus den einzelnen Stapeln abgeführt.
Der Auslassverteilerkanal zum Abführen des Reaktandenstroms aus
dem Stapel 12a zu einem externen Auslassverteiler 22 ist
in 1 als Verteilerkanal 22a bezeichnet.
Die Abführung
der jeweiligen Reaktanden- und Kühlmittelströme aus der
Stapelanordnung 10 wiederum geschieht mit Hilfe von externen
Auslassverteilern 22, 24, 26.
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2 ist
eine Draufsicht auf die Stapelanordnung 10, welche alle
vier Brennstoffzellenstapel 12a, 12b, 12c, 12d sowie
die externen Einlassverteiler 16, 18, 20 zeigt,
welche die Reaktanden- und Kühlmittel-Eintrittsströme zu der
Stapelanordnung 10 leiten. Der Einlassverteilerkanal 16a leitet
den Reaktandenstrom von dem externen Einlassverteiler 16 zum
Stapel 12a.
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3 ist
eine Seitenansicht eines Bereichs von einem der Stapel der in den 1 und 2 dargestellten
Brennstoffzellenstapel-Anordnung 10. Wie in 3 gezeigt,
sind mehrere einzelne Brennstoffzellen 14 als Stapel in
Serie geschaltet zwischen Sammelschienenplatten 102, 104 angeordnet.
Der Stapel umfasst eine glatte Platte 106 mit Hauptflächen 106a, 106b,
die im Wesentlichen ebenflächig und
glatt (ungerillt, d. h. ohne darin eingefräste Strömungskanäle) sind. Die Unterseite 106b der
glatten Platte 106 ist benachbart zu und oberhalb von der
unteren Sammelschienenplatte 104 angeordnet.
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Jede
Kathodenplatte 108 hat eine Oberseite 108a, die
mindestens eine, bevorzugt mehrere, in ihr ausgebildete Oxidationsmittelströmungskanäle aufweist
(in 3 nicht gezeigt). Die Kathodenplatte 108 weist
außerdem
eine untere Hauptfläche 108b auf,
in der mindestens ein Kühlmittelströmungskanal ausgebildet
ist (in 3 nicht gezeigt). Die Oberfläche 108b ist
der Oberseite 106a der glatten Platte 106 zugekehrt,
so dass die Oberflächen 106a und 108b unter
Bildung eines Kühlmantels
zusammenwirken. Ein durch den Kühlmantel
geleitetes Kühlmittelfluid
reguliert die Temperatur der umliegenden Komponenten des Stapels.
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Wie
weiter in 3 gezeigt, umfasst der Stapel
mehrere Membranelektrodenanordnungen (MEAs) 110, von denen
jede bevorzugt eine Solid-Polymer-Ionenaustauschermembran aufweist,
die zwischen einer Kathode, welche der Oberfläche 108a der Kathodenplatte 108 zugekehrt
ist, und einer Anode, welche in 3 nach oben
weist, angeordnet ist. Die Oberfläche 108a wirkt mit
der Kathode der MEA 110 zusammen, um einen Oxidationsmittelstrom über die
Oberfläche
der MEA 110 zu leiten. Die Kathoden in dem Stapel sind
so ausgerichtet, dass durch die elektrochemische Reaktion an der
Kathode gebildetes Produktwasser durch den Einfluss der Schwerkraft
nach unten, in den Oxidationsmit telstrom gedrängt wird, der durch die in
der Oberfläche 108a der
Kathodenplatte 108 ausgebildeten Kanäle fließt.
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Jede
Anodenplatte 112 hat eine Unterseite 112b, in
der mindestens ein, bevorzugt mehrere Brennstoffströmungskanäle ausgebildet
ist bzw. sind (in 3 nicht gezeigt). Die Oberfläche 112b wirkt mit
der Anode der MEA 110 zusammen, um einen Brennstoffstrom über die
Oberfläche
der MEA 110 zu leiten. Die Anodenplatte 112 hat
ferner eine obere Hauptfläche 112a,
die im Wesentlichen ebenflächig und
glatt (ungerillt, d. h. ohne darin eingefräste Kanäle) ist. Die Oberfläche 112a der
Anodenplatte 112 ist der Unterseite 108b der nächstbenachbarten
Platte 108 zugekehrt, so dass die Oberflächen 112a und 108b unter
Bildung eines Kühlmantels
zusammenwirken.
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Der
im vorstehenden beschriebene Aufbau der Brennstoffzellen 14,
umfassend die Kathodenplatte 108, MEA 110 und
Anodenplatte 112, wiederholt sich entsprechend der Erstreckung
des Stapels von unten nach oben gemäß 3. Eine
Endzellenplatte 114 ist benachbart zu und oberhalb der
obersten Anodenplatte 112 des Stapels angeordnet. Die Endzellenplatte 114 hat
eine untere Hauptfläche 114b,
die mindestens einen in ihr ausgebildeten Kühlmittelströmungskanal aufweist (in 3 nicht gezeigt).
Die Oberfläche 114b ist
der Oberseite 112a der obersten Anodenplatte 112 zugewandt,
so dass die Oberflächen 112a und 114b unter
Bildung eines Kühlmantels
zusammenwirken. Die Oberseite 114a der Endzellenplatte 114 ist
im Wesentlichen ebenflächig
und glatt (ungerillt, d. h. ohne darin eingefräste Strömungskanäle). Die Oberseite 114a der
Endzellenplatte 114 ist benachbart zu und gerade unterhalb der
oberen Sammelschienenplatte 102 angeordnet.
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Eine
erste Anordnung von übereinander
gestapelten Randverteilerplatten, von denen einige in 3 als
Randverteilerplatte 120 bezeichnet sind, ist am äußeren Umfang
der Brennstoffzellen 14 angeordnet. Die erste Anordnung
von Randverteilerplatten 120 lenkt die Reaktanden- und
Kühlmittel-Eintrittsströme am äußeren Umfang
der Brennstoffzellen entlang und führt die Reaktanden- und Kühlmittel-Eintrittsströme dem zugehörigen Bereich
der Brennstoffzelle zu, nämlich den
wasserstoffhaltigen Brennstoffstrom der die Brennstoffströmungskanäle enthaltenden
Oberfläche
der Anodenplatte, den sauerstoffhaltigen Oxidationsmittelstrom der
die Oxidationsmittelströmungskanäle enthaltenden
Oberfläche der
Kathodenplatte und den Kühlmittelstrom
der die Kühlmittelströmungskanäle enthaltenden
Oberfläche der
Kathodenplatte.
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Jede
der Randverteilerplatten 120 weist innere Verteileröffnungen
zum Leiten der Reaktanden- und Kühlmittelströme und Kanäle zur Herstellung
einer Fluidverbindung zwischen den inneren Verteileröffnungen
und der Brennstoffzelle, mit der die Verteilerplatte verbunden ist,
auf. Jede der Randverteilerplatten 120 weist einen an ihrer
Oberseite ausgebildeten rückspringenden
Bereich 120a auf, wie in 3 gezeigt.
Der rückspringende
Bereich 120a umschreibt im Wesentlichen jede Verteileröffnung.
Ein zackenartiger Bereich 120b erstreckt sich von einer in
die entgegengesetzte Richtung weisenden Oberfläche der Randverteilerplatte 120 weg.
Im zusammengebauten Zustand ragt der zackenartige Bereich 120b in
den rückspringenden
Bereich 120a der benachbarten Verteilerplatte hinein. Dichtungen 122 sind
innerhalb des rückspringenden
Bereichs 120a jeder Randverteilerplatte 120 derart
angeordnet, dass der zackenartige Bereich 120b der benachbarten
Verteilerplatte die Dichtungen 122 zusammenpresst.
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Die
Verteilerplatten sind bevorzugt aus einem formbaren, elektrisch
isolierenden Material hergestellt, z. B. aus einem duroplastischen
oder thermoplastischen Material mit elektrischer Isolierfähigkeit.
Der Winkel des zackenartigen Bereichs liegt bevorzugt zwischen ca.
30° bis
ca. 60°,
so dass ein gleichmäßiger Abschluss
zwischen dem zackenartigen Bereich und der benachbarten Dichtung
im zusammengebauten Zustand vermittelt wird.
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Eine
zweite Anordnung von Randverteilerplatten (in 3 nicht
gezeigt), die im Wesentlichen mit der ersten Anordnung von Randverteilerplatten 120 identisch
ist, ist an der gegenüberliegenden
Seite jeder Brennstoffzelle 14 angeordnet. Die zweite Anordnung
von Randverteilerplatten nimmt die Reaktanden- und Kühlmittel-Austrittsströme aus dem
zugehörigen
Bereich der Brennstoffzelle auf, nämlich den Brennstoffströmungskanälen der
Anodenplatte und den Oxidationsmittel- und Kühlmittelströmungskanälen der Kathodenplatte.
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Die 4 und 5 zeigen
eine Kathodenplatte 108 mit einem damit verbundenen Paar
von Randverteilerplatten 120, 120' im zusammengebauten Zustand bzw.
in einer Explosionszeichnung. Die Randverteilerplatten 120, 120' sind im Aufbau
im Wesentlichen identisch, mit dem Unterschied, dass eine Platte
die Reaktanden- und Kühlmittel-Eintrittsströme dem zugehörigen Bereich
der Brennstoffzelle zu- und in diesen einbringt, während die
andere Platte die Reaktanden- und
Kühlmittel-Austrittsströme aus dem zugehörigen Bereich
der Brennstoffzelle aufnimmt und abführt, wie im folgenden beschrieben.
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Die 4 und 5 zeigen
die Oberfläche 108b der
Kathodenplatte 108, welche vier in ihr ausgebildete Kühlmittelströmungskanäle 162 aufweist. Die
Kühlmittelströmungskanäle 162 erstrecken
sich in einem kontinuierlichen, serpentinenförmigen, im Wesentlichen parallelen
Muster zwischen einer Kühlmitteleinlassöffnung 154 und
einer Kühlmittelauslassöffnung 158,
die in der Platte 108 ausgebildet sind. Eine in einer entsprechenden
Ausnehmung der Oberfläche 108b eingesetzte
Dichtung 161 umschreibt die in der Kathodenplatte 108 ausgebildete Einlass-
und Auslassöffnung
sowie das Kühlmittelströmungsfeld
auf der Oberfläche 108b der
Kathodenplatte 108. Die Unterseite der Kathodenplatte 108 weist
vier Oxidationsmittelströmungskanäle auf (in den 4 und 5 nicht
gezeigt), die sich ebenfalls in einem kontinuierlichen, serpentinenförmigen, im
Wesentlichen parallelen Muster zwischen einer Oxidationsmitteleinlassöffnung und
einer Oxidationsmittelauslassöffnung,
die in der Kathodenplatte 108 ausgebildet sind, erstrecken.
Die Kathodenplatte 108 ist dazu vorgesehen, mit einer benachbarten
Anodenplatte (in den 4 und 5 nicht
gezeigt, aber in der 3 und dem dazugehörigen Begleittext
als Anodenplatte 112 gezeigt und beschrieben) zusammenzuwirken.
Die benachbarte Anodenplatte weist eine glatte Oberfläche auf,
die der Oberfläche 108b zugekehrt
ist, und eine in die entgegengesetzte Richtung weisende Oberfläche mit
zwei Brennstoffströmungskanälen, die
sich in einem kontinuierlichen, serpentinenförmigen, im Wesentlichen parallelen Muster
zwischen einer mit einer Öffnung 152 zusammenfallenden
Brennstoffeinlassöff nung
und einer mit einer Öffnung 156 zusammenfallenden
Brennstoffauslassöffnung,
die in der Kathodenplatte 108 ausgebildet sind, erstrecken.
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In
der Randverteilerplatte 120 ist eine Brennstoff-Verteileröffnung 132,
eine Kühlmittel-Verteileröffnung 134 und
eine Oxidationsmittel-Verteileröffnung 136 ausgebildet,
wie in den 4 und 5 gezeigt.
Ein zackenartiger Bereich 120b der Platte 120 umschreibt
die Oxidationsmittel-Verteileröffnung 136 und
drückt
die in dem rückspringenden
Bereich der benachbarten Randverteilerplatte angeordneten Dichtungen
zusammen, um die Öffnung 136 gegenüber der
Kathodenplatte 108 und der äußeren Umgebung zu trennen.
Weiter weist die Randverteilerplatte 120 in ihr ausgebildete
Justieröffnungen 138 auf.
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Wie
in 5 gezeigt sind in der Platte 120 zwei
Kanäle 172 zur
Herstellung einer Fluidverbindung zwischen der Brennstoff-Verteileröffnung 132 und
der Brennstoffeinlassöffnung 152 in
der Kathodenplatte 108 ausgebildet. Innerhalb der zwei
Brennstoffkanäle 172 sind
Rohre 142 angeordnet, die bevorzugt metallisch, meistbevorzugt
aus Edelstahl sind. Im zusammengebauten Zustand erstrecken sich
die Rohre 142 von der Platte 120 in die Kathodenplatte 108 hinein.
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Weiter
zeigt 5, dass vier in der Platte 120 ausgebildete
Kanäle 174 eine
Fluidverbindung zwischen der Kühlmittel-Verteileröffnung 134 und
der Kühlmitteleinlassöffnung 154 in
der Kathodenplatte 108 herstellen. Rohre 144,
die bevorzugt metallisch, meistbevorzugt aus Edelstahl sind, sind
innerhalb der vier Kühlmittelkanäle 174 angeordnet.
Im zusammengebauten Zustand erstrecken sich die Rohre 144 von
der Platte 120 in die Kathodenplatte 108 hinein. In ähnlicher
Weise wird durch vier in der Platte 120 ausgebildete Kanäle 176 eine
Fluidverbindung zwischen der Oxidationsmittel-Verteileröffnung 136 und der
Oxidationsmitteleinlassöffnung
(in den 4 und 5 nicht
gezeigt) auf der Unterseite der Platte 108 hergestellt.
Rohre 146, die bevorzugt metallisch, meistbevorzugt aus
Edelstahl sind, sind innerhalb der vier Oxidationsmittelkanäle 176 angeordnet.
Im zusammengebauten Zustand erstrecken sich die Rohre 146 von
der Platte 120 in die Kathodenplatte 108 hinein.
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Wie
in den 4 und 5 gezeigt ist die Randverteilerplatte 120' mit der Kathodenplatte 108 auf
der Seite verbunden, die derjenigen gegenüberliegt, mit der die Randverteilerplatte 120 verbunden ist.
In der Randverteilerplatte 120' ist eine Brennstoff-Verteileröffnung 132', eine Kühlmittel-Verteileröffnung 134' und eine Oxidationsmittel-Verteileröffnung 136' ausgebildet.
Ein zackenartiger Bereich 120b' der Platte 120' umschreibt
die Oxidationsmittel-Verteileröffnung 136' und drückt die
in dem rückspringenden
Bereich der benachbarten Randverteilerplatte angeordneten Dichtungen
zusammen, um die Öffnung 136' gegenüber der
Kathodenplatte 108 und der äußeren Umgebung zu trennen.
Weiter weist die Randverteilerplatte 120' in ihr ausgebildete Justieröffnungen 138' auf.
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Wie
in 5 gezeigt sind in der Platte 120' zwei Kanäle 172' zur Herstellung
einer Fluidverbindung zwischen der Brennstoff-Verteileröffnung 132' und der Brennstoffauslassöffnung 156 in
der Kathodenplatte 108 ausgebildet. Innerhalb der zwei
Brennstoffkanäle 172' sind Rohre 142' angeordnet,
die bevorzugt metallisch, meistbevorzugt aus Edelstahl sind. Im
zusammengebauten Zustand erstrecken sich die Rohre 142' von der Platte 120' in die Kathodenplatte 108 hinein,
wie in 5 gezeigt.
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Vier
in der Platte 120' ausgebildete
Kanäle 174' bewirken die
Herstellung einer Fluidverbindung zwischen der Kühlmittel-Verteileröffnung 134' und der Kühlmittelauslassöffnung 158 in
der Kathodenplatte 108. Rohre 144', die bevorzugt metallisch, meistbevorzugt
aus Edelstahl sind, sind innerhalb der vier Kühlmittelkanäle 174' angeordnet. Im zusammengebauten
Zustand erstrecken sich die Rohre 144' von der Platte 120' in Kanäle 184 in
der Kathodenplatte 108 hinein. In ähnlicher Weise wird durch vier
in der Platte 120' ausgebildete
Kanäle 176' eine Fluidverbindung
zwischen der Oxidationsmittel-Verteileröffnung 136' und der Oxidationsmittelauslassöffnung (in
den 4 und 5 nicht gezeigt) auf der Unterseite
der Platte 108 hergestellt. Rohre 146', die bevorzugt
metallisch, meistbevorzugt aus Edelstahl sind, sind innerhalb der
vier Oxidationsmittelkanäle 176' angeordnet.
Im zusammengebauten Zustand erstrecken sich die Rohre 146' von der Platte 120' in Kanäle 182 in
der Kathodenplatte 108 hinein.
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Die
Anbindung der Randverteilerplatten 120, 120' erfolgt bevorzugt
an den einander gegenüberliegenden
Kanten der Kathodenplatte 108 unter Zuhilfenahme eines
Klebstoffs, wobei jedoch auch andere Befestigungsmethoden zur Verwendung
kommen können.
Der Klebstoff wird bevorzugt an den aneinander angrenzenden Kanten
der Kathodenplatte 108 und der jeweiligen Randverteilerplatte 120, 120' aufgebracht.
Weiter wird der Klebstoff bevorzugt in dem Bereich zwischen den
Rohren und den Kanälen,
in denen die Rohre angeordnet sind, aufgetragen, so etwa in dem
Bereich zwischen den Rohren 142' und den Kanälen 172' und in dem Bereich zwischen den Rohren 142' und den Kanälen 186.
Der bevorzugte Klebstoff ist ein spaltfüllender anaerober Klebstoff
mit hoher Festigkeit und günstigen
Hochtemperatureigenschaften, wie z. B. die kommerziell erhältlichen Epoxyverbindungen
der LOCTITE Corporation. Das Vorhandensein der Rohre in den Kanälen verbessert die
Struktureigenschaften der Klebverbindung zwischen der Randverteilerplatte
und der benachbarten Kathodenplatte, dadurch, dass die Steifigkeit
des fertigen Teils erhöht
wird.
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6 zeigt
die Oberseite der in den 4 und 5 dargestellten
Randverteilerplatte 120, einschließlich des zackenartigen Bereichs 120b,
der Brennstoff-Verteileröffnung 132,
der Kühlmittel-Verteileröffnung 134,
der Oxidationsmittel-Verteileröffnung 136 und
der Justieröffnungen 138.
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7 zeigt
die Unterseite der in 6 dargestellten Randverteilerplatte 120,
einschließlich
des rückspringenden
Bereichs 120a zur Aufnahme einer Dichtung, der Brennstoff-Verteileröffnung 132,
der Kühlmittel-Verteileröffnung 134,
der Oxidationsmittel-Verteileröffnung 136 und
der Justieröffnungen 138.
Bevorzugt ist ein rippenartig ausgebildeter Festanschlag 121 rund
um den rückspringenden
Bereich 120a ausgebildet, um nach dem Zusammenbau die Randverteilerplatte 120 im
richtigen Abstand zur benachbarten Randverteilerplatte zu haben.
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8 zeigt
die der Kathodenplatte zugewandte Kante der Randverteilerplatte 120,
einschließlich
des zackenartigen Bereichs 120b, der als Festanschlag wirkenden
Rippe 121, der Brennstoffkanäle 172, Kühlmittelkanäle 174 und
Oxidationsmittelkanäle 176.
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9 zeigt
die in den 6 bis 8 dargestellte
Randverteilerplatte 120 in abgebrochener Darstellung, um
den Kanal 176 zur Herstellung einer Fluidverbindung zwischen
der Oxidationsmittel-Verteileröffnung 136 und
dem Oxidationsmittelströmungskanal 152 der
benachbarten Kathodenplatte 108 über den Kanal 182 in
der Kathodenplatte 108 zu veranschaulichen. 9 zeigt
außerdem
den gefügten Zustand
der Anodenplatte 112 mit Brennstoffströmungskanälen 113 in Beziehung
zu der Kathodenplatte 108 und Randverteilerplatte 120.
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10 ist
eine im Querschnitt ausgeführte Seitenansicht
der Randverteilerplatte 120 entlang der abgebrochenen Oberfläche von 9,
einschließlich
des rückspringenden
Bereichs 120a, des zackenartigen Bereichs 120b,
der als Festanschlag wirkenden Rippe 121, der Oxidationsmittel-Verteileröffnung 136 und
des Kanals 176.
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11 zeigt
die Dichtung 122, die in dem rückspringenden Bereich 120a der
Randverteilerplatte 120 von 7 aufgenommen
ist. Die Dichtung ist aus einem geeigneten nachgiebigen Material
hergestellt, z. B. einem von der MONSANTO Corporation unter der
Handelsbezeichnung SANTOPRENE kommerziell erhältlichen Neopren-Kautschuk.
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Die 12 und 13 zeigen
eine Fluidströmungsfeldplatte 210 mit
einer einzigen Randverteilerplatte 212, die entlang einer
Seite mit ihr verbunden ist. Die Randverteilerplatte 212 weist
in ihr ausgebildete innere Verteileröffnungen 214 zum Leiten der
in den benachbarten Brennstoffzellenstapel eingeführten und
aus ihm abgeführten
Reaktanden- und Kühlmittelströme auf.
Die Randverteilerplatte 212 weist in ihr ausgebildete Kanäle 215 zur
Herstellung einer Fluidverbindung zwischen den Verteileröffnungen 214 und
den Strömungskanälen 216 in
der Strömungsfeldplatte 210 auf.
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14 zeigt
eine Fluidströmungsfeldplatte 220 mit
einer einzigen Randverteilerplatte 222, die entlang zweier
Seiten mit ihr verbunden ist. Die Randverteilerplatte 220 weist
in ihr ausgebildete innere Verteileröffnungen 224 zum Leiten
der in den benachbarten Brennstoffzellenstapel eingeführten und
aus diesem abge führten
Reaktanden- und Kühlmittelströme auf.
Die Randverteilerplatte 222 weist in ihr ausgebildete Kanäle 225 zur
Herstellung einer Fluidverbindung zwischen den Verteileröffnungen 224 und
den Strömungskanälen 226 in
der Strömungsfeldplatte 220 auf.
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15 zeigt
eine Fluidströmungsfeldplatte 230 mit
einer einzigen Randverteilerplatte 232, die entlang von
drei Seiten mit ihr verbunden ist. Die Randverteilerplatte 232 weist
in ihr ausgebildete innere Verteileröffnungen 234 zum Leiten
der in den benachbarten Brennstoffzellenstapel eingeführten und
aus diesem abgeführten
Reaktanden- und Kühlmittelströme auf.
Die Randverteilerplatte 232 weist in ihr ausgebildete Kanäle 235 zur
Herstellung einer Fluidverbindung zwischen den Verteileröffnungen 234 und
den Strömungskanälen 236 in
der Strömungsfeldplatte 230 auf.
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Die 16 und 17 zeigen
eine Fluidströmungsfeldplatte 240 mit
einem Paar von Randverteilerplatten 242a, 242b,
die mit ihr verbunden sind. Jede Randverteilerplatte 242a, 242b weist
eine einzige in ihr ausgebildete innere Verteileröffnung 244a bzw. 244b zum
Leiten eines Reaktanden- oder Kühlmittelstroms
auf. In den Randverteilerplatten 242a, 242b sind
Kanäle 245a, 245b zur
Herstellung einer Fluidverbindung zwischen den Verteileröffnungen 242a, 242b und
den Strömungskanälen 246 in der
Strömungsfeldplatte 240 ausgebildet.
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Die 18 und 19 zeigen
eine Fluidströmungsfeldplatte 250 mit
drei nicht aneinanderstoßenden
Randverteilerplatten 252a, 252b, 252c,
die entlang von drei Seiten mit ihr verbunden sind. Jede Randverteilerplatte 252a, 252b, 252c weist
ein in ihr ausgebildetes Paar von inneren Verteileröffnungen 254a, 254b, 254c zum
Leiten der dem benachbarten Brennstoffzellenstapel zugeführten und
aus diesem abgeführten
Reaktanden- und Kühlmittelströme auf. Jede
Randverteilerplatte 252 weist in ihr ausgebildete Kanäle 255a, 255b, 255c zur
Herstellung einer Fluidverbindung zwischen den Verteileröffnungen 254a, 254b, 254c und
den Strömungskanälen 256 in der
Strömungsfeldplatte 250 auf.
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Die 20 und 21 zeigen
eine Fluidströmungsfeldplatte 260 mit
vier nicht aneinanderstoßenden
Randverteilerplatten 262a, 262b, 262c, 262d,
die entlang von vier Seiten mit ihr verbunden sind. In jeder Randverteilerplatte 262a, 262b, 262c, 262d ist
ein Paar von inneren Verteileröffnungen 264a, 264b, 264c, 264d zum
Leiten der dem benachbarten Brennstoffzellenstapel zugeführten und
aus diesem abgeleiteten Reaktanden- und Kühlmittelströme ausgebildet. Jede Randverteilerplatte 262 weist
in ihr ausgebildete Kanäle 265a, 265b, 265c, 265d zur
Herstellung einer Fluidverbindung zwischen den Verteileröffnungen 264a, 264b, 264c, 264d und den
Strömungskanälen 266 in
der Strömungsfeldplatte 260 auf.
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Im
vorliegenden Text bedeutet der Ausdruck "Querschnitt": in der Richtung parallel zu einer
der Hauptflächen
der Brennstoffzellen-Fluidströmungsfeldplatten.
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In
Randverteiler-Anordnungen, bei denen jede Brennstoffzelle einen
vieleckigen Querschnitt aufweist und jede Brennstoffzelle mindestens
zwei mit ihr verbundene Randverteilerplatten aufweist, können eine
oder mehrere Seiten der Brennstoffzelle jeweils mit mehreren Randverteilerplatten
verbunden sein. Ferner kann jede Randverteilerplatte sich über eine
Länge erstrecken,
die kürzer
ist als die Gesamtlänge
einer Seite.
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Die
Vorteile der vorliegenden Randverteiler-Anordnung sind folgende:
- (1) Die vorliegende Randverteiler-Anordnung, wenn
sie nicht mit allen Seiten des Brennstoffzellenstapels verbunden
wird, nimmt weniger Volumen in Anspruch als die herkömmlichen
Rahmenverteiler und vermeidet gleichzeitig die Beschneidung der
Fläche
auf der Anodenplatte, Kathodenplatte und MEA durch innere Verteileröffnungen oder
-perforationen;
- (2) die vorliegenden Randverteilerplatten sind einfach und preiswert
zu fertigen, unter Anwendung herkömmlicher Formgebungsverfahren;
- (3) die vorliegenden Randverteiler-Anordnungen arbeiten mit
einer effektiven Zusammendrück-Dichtungstechnik,
nämlich
der gelenkten Zusammendrü ckung
unter Verwendung eines zackenartigen Bereichs und einer als Festanschlag wirkenden
Rippe von einer innerhalb des rückspringenden
Bereichs der benachbarten Randverteilerplatte angeordneten Dichtung,
um die Reaktanden- und Kühlmittelströme gegeneinander, gegenüber dem
elektrochemisch aktiven Bereich der Brennstoffzelle und gegenüber äußeren Umgebungseinflüssen zu
isolieren; und
- (4) die vorliegende Randverteiler-Anordnung, wenn sie nicht
mit allen Seiten des Brennstoffzellenstapels verbunden wird, gewährt Zugang
zu den innenliegenden Stapelkomponenten, z. B. zu den Brennstoffzellen
selbst sowie den zugehörigen
Strukturen, so etwa den Sammelschienenplatten.