CA1277368C - Amenagements aux structures des piles a combustibles - Google Patents
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Abstract
Une pile constituée par une pluralité d'éléments disposés en contact électrique les uns avec les autres, chaque élément comportant deux électrodes poreuses, un électrolyse remplissant l'intervalle situé entre lesdites électrodes et deux collecteurs de courant bipolaires imperméables. Les électrodes sont assujetties de part et d'autre d'un cadre présentant un orifice central. Une face dudit cadre comporte des rainures permettant d'une part l'acheminement de l'électrolyte d'un orifice d'entrée vers une chambre de distribution communiquant avec le compartiment electrolytique et d'autre part l'évacuation de l'électrolyte vers un orifice de sortie. L'étanchéité du réseau de distribution de l'électrolyte sur le cadre est assurée par un film mince isolant s'étendant au regard dudit réseau et solidarisé au cadre, une électrode chevauchant ledit film et étant solidarisée à ce dernier.
Description
~.27~3~
L'invention concerne des aménagements aux structures des piles a combustible constituées par une pluralité d'éléments disposés en contact électrique les uns avec les autres~
S Dans de telles piles l'étanchéité du système de distribution de l'électrolyte, comportant sur les cadres les rainures, les chambres de répartition et de distribution et de collationnement et les microcanaux, peut être assurée en donnant à l'électrode s'appliquant sur la face du cadre présentant ledit système de distribution des dimensions suffisantes pour venir le recouvrir, l'étanchéité étant alors réalisée lors du montage et du serrage des différents constituants.
Toutefois, on s'est aperçu qu'une telle solution n'était pas satis~aisante dans le cas des piles où
l'électrolyte circule en permanence en étant distribué en parallèle entre tous les éléments car elle peut conduire à
des courants de shuntage et donc à des pertes en énergie elevées du fait du contact de ladite électrode avec l'electrolyte commun aux différents éléments, qui circule dans les canaux définis par la coopération, dans la pile assemblée, des orifices prévus dans les différents constituants.
La présente invention permet de remédier à de tels inconvénients.
Selon la présente invention il est prévu une pile a combustible du type constituée par une plularité
d'éléments disposés en contact électrique les uns avec les autres, chaque élément comportant: -- deux électrodes, - un électrolyte remplissant l'intervalle situé
entre lesdites électrodes, - deux collecteurs de courant bipolaires imperméables, .. ~
. .
3~i8 - un cadre présentant un orifice central, lesdites électrodes étant assujettées de part et d'autre dudit cadre de telle sorte qu'elles définissent avec ledit cadre un compartiment électrolytique, - une face dudit cadre comportant des rainures permettant d'une part l'acheminement de l'électrolyte d'un orifice d'entrée vers une chambre de distribution communiquant avec ledit compartiment électrolytique et d'autre part l'évacuation de l'électrol~te vers un orifice de sortie, ces rainures et chambre formant des éléments d'un réseau de distribution de l'électrolyte, - un film isolant pour assurer l'étanchéité dudit réseau de distribution de l'électrolyte sur le cadre, ce film s'étendant au regard dudit réseau et étant solidarisé
au cadre, l'une desdites électrodes chevauchant ledit film et étant solidarisée à ce dernier.
Selon la présente invention, il est également prévu une pile à combustible du type constituée par une pluralité d'éléments disposés en contact électrique les uns avec les autres, chaque élément comprenant:
- deux électrodes, une cathode et une anode, comportant chacune un catalyseur, - un électrolyte remplissant l'intervalle situé
entre lesdites électrodes, - deux collecteurs de courant bipolaires imperméables, comportant au moins une zone centrale conductrice portant des cannelures sur chacune des faces desdits collecteurs, un premier collecteur venant, par les sommets de sa face cathodique, en contact électrique contre la surface externe de ladite cathode, et par sa face anodique en contact électrique contre la surface externe de l'anode d'un élément adjacent, et un deuxième collecteur venant par les sommets de sa face anodique, en contact électrique contre la surface externe de ladite anode, et par ~7~;~6!3 - 2a -sa face cathodique en contact électrique contre la cathode de l'autre élément adjacent, un comburant gazeux circulant entre ladite cathode et la ~ace cathodique du premier collecteur et un combustible gazeux circulant entre ladite anode et la face anodique du deuxième collecteur, les parties inférieure et supérieure desdits collecteurs situées de part et d'autre de la zone centrale conductrice étant munies d'oritices pour la circulation de l'électrolyte et du combustible à travers la pile, lesdites électrodes étant assujetties toutes deux de part et d'autre d'un cadre presentan~ un orifice central, en forme de quadrilatère, de telle sorte qu'elles définissent avec le cadre un compartiment electrolytique, les parties inférieure et superieure du cadre comportant des orifices pour l'acheminement à travers la pile du combustible et de l'electrolyte correspondants aux orifices prévus sur les collecteurs, des moyens étant prévus sur une face du cadre pour permettre l'acheminement de l'électrolyte d'un desdits orifices, dit orifice d'entrée, vers le compartiment électrolytique, et dudit compartiment vers un autre orifice, dit orifice de sortie, lesdits moyens comportant des rainures débouchant dans des parties évidées formant chambres de repartition et de distribution et de collationnement d'électrolyte, disposées sur les parties inférieure et supérieure du cadre le long de deux côtés opposas de l'orifice central et communiquant avec le compartiment électrolytique au moyen d'une pluralité de microcanaux parallèles délimités par des nervures, pile dans laquelle: -- l'étanchéité du reseau de distribution de l'électrolyte est assurée d'une part par un film en matière plastique isolante s'étendant au moins au regard des moyens d'acheminement de l'électrolyte prevus entre les orifices d'entrée et de sortie et le compartiment électrolytique, ~7~368 - 2b -ledit film étant solidarisé audit cadre, et d'autre part par une des électrodes, ladite électrodej assujettie au cadre, chevauchant ledit film et étant solidarisée de manière étanche à ce dernier au niveau de la zone de chevauchement . .
alnsl creee.
La pile selon la présente invention peut présenter en outre les modes de réalisations pxéférentiels suivants.
Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, la partie du cadre, sur laquelle sont assujetties les electrodes, et qui délimite 7~
l'ori~ice central présente un retrait de part et d~autre du cadre de man~ère que les éleetrodes, après assu~ettissement au cadre au niveau de ces retraits, ne debordent pas au-dessu~ des faoes du cadre, le film mince épousant sans dommage une desdikes partie~ en retrait ~t étant solidarisé à l'électrode au niveau de cette partie.
Dans ce mode de réali~ation, les nervure~ délimitant les microca-naux comportent une partie a~fleurant le plan de~dites partie~ en retrait sur laquelle vient se po~itionner une électrode et se prolon-geant vers le~ chambres de distribution et de répartition et de colla-tionnement par une partie afPleurant le plan de la ~ace du cadre.
Selon un mode d'exécution, les parcours des rainures reliant les ori~ices d'entrée et ~e s~rtie d'électrol~te aux chambres de répartition et de distribution et de collationnement ont une ~orm2 en U, le fond des U étant situé, par rapport auxdits oriYices, au delà de l'orifioe central délimitant le compartiment éleotrolytique.
Avantageusement, les ~ond~ des rainures et des chambres de répar-tition et de d~stribution et de oollationnement comportent des ~oyens, tels que picots ou nervures, ar~leurant le plan de la ~ace du cadre et de~tinés ` aintenir l'écartement entre le film min¢e plastique et le3-dits fonds lors de l'application dudit ~ilm sur le ¢adre.
D'autre~ caractérlstiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre et du dessin annexé dans lequel -La ~igure 1 est une vue éclatée de plusieurs constituant3 d'un élém~nt de pile conforme à 1'invention.
La ~igure 2 est une représentatlon partielle en perspective et agrandie du détail II de la ~igure 1.
La ~igure 3 est u~e vue d'une face de l'ensemble ~orme par l'assem-blement des différents constituants de la ~lgure 1, avec repliement par-tiel de certains de ceux-ci.
La figure 4 est une coupe agrandie de la ~igure 3 3elon la ligne IV-IV.
La ~igure 5 est une coupe agrandie de la ~igure 3 selon la li~ne V-V.
La figure 6 représente une variante de la ~igure 1.
La figure 7 est une repré3entation partielle en perspective et IZ77~G8 agrandie du détall VII de la Pigure 6_ La figure 8 est une vue d7une faoe de l'ensemble formé par assem-blement des diPPérent~ ¢onstituants de la figure 67 avec repliement par-tiel de certains de ceux-ci;
5La ~igure 9 est une coupe agrandie de la ~igure 8 3210n la liene IX-IX.
La figure 10 est une coupe agrandie de la iigure 8 selon la ligne X X.
La ~igur~e 11 e~S une Yue de l'autre ~a¢e de l'ensemble de la 10~igure 8.
La figure 12 est une vue d'une face d'un collecteur de courant bipolaire.
La ~igure 13 est une vue de l'autre ~ace du collecteur de courant de la Pigu~e 12.
15La figure 14 est u~e coupe partielle agrandie selon la ligne XIY-%IV de la figure 12.
La figure 15 est une représentation partielle en perspective et agrandle du detail XV de la ~igure 12.
La ~igure 16 est une représentation partielle en perspeotive et 20a~randie du detail XVI de la Pigure 13.
La Sigure 17 est une vue éclatee d'u~ élément de pile conforme à
l'invention.
La fi~ure 18 représente très schématiquement en perspective une `pile con~orme à 1'invention.
25Sur les figures 1, 2, 3, 4 et 5, correspondant à un premier mode de réalisation, les réPérences 1 et 2 dé~ignent les éleotrodes poreuaes entrant dan~ la constitution d'un élément d'une pile oonforme à l'inven-tion.
Dans le mode de réalisation de¢rit et représenté, l'anode, en 30contact par une Pace avec l'électrolyte et par l'autre face avec un combust~ble gazeux est désignée par la réference 1 ; la cathode, en contact par une face a~ec l'électrolyte et par l'autre Pace a~ec un comburant gazeux est désignée par la réPerence 2.
Ces électrodes peuvent être à ba~e de carbone ou de graphite et 35d'une matiare plastique, par exemple de polytétra~luoretylène et compor-~Z77:~6~
ter chacune un catalyseur spécifique.
A titre illustratif et nullemen-t limitatif, ces electrodes peuvent présenter une structure souple ainsi que décrit dans le brevet fran~ais publié sous le numéro 52,468,220 le ler février 82 ayant comme inventeur Bernard WARS~AWSKI. Elles peuvent avoir été réalisées, en particulier, par les procédés décrits dans le brevet publié
sous le numéro 2,468,218 le 13 septembre 1982 ayant pour inventeurs Pierre GROULT et Al, et le brevet français publié
10~ous le numéro 2,468,219 le 13 octobre 1982 ayant pour inventeurs Claude LAMBERT et Al.
Ces deux électrodes sont assujetties de part et d'autre d'un cadre 3 présentant un orifice central 4 en forme de quadrilatère, de telle sorte qu'elles définissent avec ledit cadre 3 un compartiment électrolytique.
Le cadre 3 est avantageusement en matière plastique isolante, par exemple à base de polypropylène, chlorure de polyvinyle, acrylonitrile-butadiène-styrène, polyéthylène, polystyrène 20Son épaisseur peut être de l'ordre de 0,2 à 5 mm et de préference de 0,5 à 1,5 mm.
Dans l'exemple représenté l'orifice central 4 est carré.
Les parties inférieure 5 et supérieure 6 du cadre 25-- 3 sont munies d'orifices pour l'acheminement à travers la pile du combustible et de l'électrolyte.
La référence 7 désigne les orifices de circulation du combustible, qui dans le cas représenté ont une forme oblongue.
30L'orifice 8A sert à la circulation de l'électrolyte dans la pile et à son acheminement dans le compartiment électrolytique.
L'orifice 8B sert à l'évacuation de l'électrolyte du compartiment électrolytique et à sa circulation dans la "; ~., . .
~27~7368 - Sa -pile.
La référence g désigne des orifices pouvant etre utilisés par exemple pour le centrage des composants lors de l'assemblage et/ou pour l'introduction de tirants de serrage.
Des moyens sont prévus sur la face 10 du cadre 3 pour permettre l'acheminement de l'électrolyte de l'orifice 8A vers le compartiment électrolytique et de celui-ci vers l'orifice 8B.
Ces moyens comportent des rainures 11 débouchant dans des parties évidées formant chambres de répartition et de distribution et de collationnement d'électrolyte 12 disposées sur les parties inférieure 5 et supérieure 6 du cadre 3 le long de deux côtés opposés de l'orifice ~773~3 oentral et col~ uniqua~t a~ec le compartimant électrolytique au moyen d'une pluralité de microcanaux parallales 13 delimltés par des nervu-res 14 comme cela apparait clairement sur la figure 2~
Les 90~et9 des nerw res 14 a~leurent le plan de la ~ace 10 du cadre 3.
Le3 rainure3 11 présentent de préférenoe un parcours allongé et une faible section. Il est en effet important d'allonger le parcours et de rétré~ir la section de l'électrolyte entre les orifices d'admission et d'é~acuation et le compartiment électrolytique dans le cas des piles où l'électrolyte est distribué en parallèle aux élément~ de ~açon à créer une résistance élevée de shuntage e~tre élements et diminuer autant que faire se peut la perte énergétique correspondante. Par ailleurs, le cheminement de l'électrolyte dans un canal de raible seotion et de grande longueur, ayant une perte de charge définie et élevée par rapport à celle de3 ~ompartiments, permet une répartition unifor~e de 1'écoulement de l'électrolyte entre les diYers eléments de la pile.
- Dans l'exemple représenté les rainures 11 ont un parcour~ en forme de U, le fond des U atant situé, par rapport aux ori~ices 8A et 8B, au delà de l'ori~ice central 4 délimitant le compartiment ~lectrolySique.
Cette disposition en U permet de doubler le parcours 9an9 accro;-tre signi~icative~ent le9 dimensions des composants. Elle permet aus~i :
- d'interrompre, 9i on la dasire, la circulation de l'éleotrolyte tout en maintenant le compartiment re~pli - de faire circuler, 9i on le dé~ire, 17électrolyte de bas en haut dans le compartiment tout en ~itant, en cas d'en*rée accidentelle de gaz, la vidarge de ce compartiment.
A tit~e d'exemple, la longueur de chaque branche du U peut être égale à la hauteur du compartiment électrolytlque~ la largeur de la rainure pouvant varier de 0,5 ~m à 10 mm.
ConPormément à l!invention, l'étanohéité du réseau de distribution de l'électrolyte, comprenant les rainures 11, le~ chambre~ 12 et les microcanaux 13 est assuree d'une part par un ~ilm mince 15 en matière plastique isolante s'étendant au moins au regard dudit réseau de distri-bution, ledit ~ilm 15 atant ~olidarisé audit cadre 3, et d'autre part par l'électrode 1 qui chevauche ledit film mince 15 et est solidarisée 736~3 -- 7 ~
de manière étanche à ce dernier au nil/eau de la zone de che~auchement ainsi créée.
Dans l'exemple représenté le film 15 présente un contour analogue à ¢elui du cadre 3, et notamment des orifices 47, 48A~ 48B et 49 corre~-pondant respectivement aux orifices 7, 8A, 8B et g prévu~ ~ur ledit cadre. Il pré3ente égaleDIent un orifice central 61 corre~pond~nt à
l'ori~ice central 4 du cadre 3.
Ce ~ mince peut être constitué par exemple par du polypro-pylène, du chlorure de polyYinyle, de l'acryloni'crlle-butadiène-styrène, du polyéthylene, du polystyrène, et son épaisseur peut être de l'ordre de 50 à 600 microns et de pré~érence de 20 à 60 microns.
La ~olidarisation entre le film min¢e 15 , 1'électrode 1 et le cadre 3 peut être e~fectuée par tout Dloyen approprié, tel que collage, souda~e, par exe~ple.
De manière que le cadre 3 soit, lors de l'assemblage de la pile, en con~act a~rec les collecteurs situés de part et d'autre, ledit cadre 3 et~ou lesdits collecteurs présentent des zones en retrait dans lesquell~s viennent se loger les électrodes, la profondeur de ces retraits de~ant être au moiris égale à l'epaisseur de électrodes.
Le cadre 3 representé sur les ~i~ure~ 1 à 5 ne comportant pas ces zones en retrait~ elle3 seront alors présentes sur les oollecteur~ de courant situés de part et d'autre dudit cadre.
Les forlds des rainures 11 et des chambres de répartition et de distribution et de collatiolmement d'éleotrolyte 12 comportent des moyens, tel~ que picots ou nervure~, affleurant le plan de la face du cadre et destinés notamment à maintenir l'écartement entre le film mince plastique 15 et le~dits fonds et à régulari~er l'alimentation en ~luides. Ainsi dans 1'exemple représenté urle nervure 16 est disposée dans le~ rainures 11~ tout le long de ¢elles-oi.
Par ailleurs, le3 chambres 12 oomportent une plural~té de ner~
res 17, disposées parallèlement at ne oontrariant pas la oirculation de l'électrolyte.
Les soDmleta des nervures 16 et 17 a~leurent le plan de la face 10 du cadre 3.
35 L'utilisation de nervure~, à la place de picota, permet de 7736~3 diminuer les ri~ques de perforation du film mince.
A l'intérieur du compartiment électrolytique, on peut dispo~er, ainsi que cela a été repré~enté, une ~euille poreuse gau~rée 18 agis3ant comme séparateur.
Les ~igures 3, 4, 5 sont relatives à l~enqemble 40 for~é par l'assemblement des di~ren~ constituant3 repré~enté~ sur la ~igure 1, à sa~oir les électrodes 1 et 2, le cadre 3 et le film 15.
Dans le le mode de réalisation représenté sur les figures 6, 7, 8, 9 et 10, la partie du cadre 3 délimdtant l'orl~ice central 4 présente un retrait de part e~ d'autre du cadre de manière que les électrodes 1 et 2, ne débordent pa~ au dessus des faces du cadre 3 après assujettiYsement au cadre 3 au niv~au de ces parties en retrait, le film mince 15 épousant sans dommage le~dites parties en retrait et étant solidarisé à l'élec-trode 1 au niveau de C09 partieY.
Cette ~tructure est particuli~rement apparente au niveau de~
fl~ureQ 7, 9 et 10, où les parties en retrait du cadre 3 délimitant l'ori~ice 4 90nt désignées par la référence 15. Au niveau desdites par-ties en retrai~, les ner w res 14 qui délimitent les microcanaux 13 comportent une partie 20 affleurant le plan de3dites parties en retrait 19 sur laquelle vient ~e positionner l'électrode 1, et se pro-lon~eant ver9 les ohambres 12 par ~ne partie 21 affleurant le plan de la faoe 10 du cadre 3.
La ~igure 8 montre la face de l'ensemble 40 alimenté par le combus-tible, la ~igure 11 celle alimentée par le oomburant. Sur la ~lgure 11, on peut constater que les partie~ in~érieure 5 et supérieure 6 du cadre 3 co~portent, entre les orifice3 7, des évidements 22 permettant d'aceroitre, en combinaison avec des évidements ou rainures correspon-dant prévu~ sur les collecteurs de courant, les ~ections d'entrée et de sortie de comburant dans l'élément.
Ces évidements 22 apparal3sent egalement sur les figures précédentes~
Leo ~igures 12 à 16 sont relatives a un mode de réalisation de collecteura de courant que l'on peut associer aveo les cadres repré-sentés sur les ~igures 6 à 11. Il s'agit de collecteurs de courant bipolaires imperméables comportant au moins une zone centrale conduc-trice, portant des ¢annelures sur cha¢une des face3 desdltQ collecteur3, ~L~7736~
les parties inférieurg et supérieure de3dits colleateurs, situées de part et d'autre de la zone centrale conductrice, etant munie~ d70ri~ices pour la circulation de l'électrolyte et du ¢ombust~ble à traver~ la pile.
Dans l'exemple représenté les ¢ollecteurs de courant sont désignés Spar la ré~ere~¢e 23. Il~ comportent une zone centrale conductrice 24 de forme correspondant à oelle de~ électrodes 1 et 2, telles que représen-tées sur la figur~ 6~ entourée sur sa périphérle d'une zone isolante 25.
Les parties supérleure 26 e~ inférieure 27 de la ~one isolante 25 qont munies d'ori~ices 28, 29A9 29B et 30 correspondant respectivement aux 10ori~ices 7, 8A, 8B et 9.
Sur chacune des faces 31 et 32 du collecteur, la zone centrale conductrice est munie de eannelures de~inissant des canaux de direction moyenne verticale pour la circulation des flux gazeux.
Dans l'exemple reprssenté, les cannelures 33 ~ont Yerticale~ ;
15e1le~ définissent des canaux 34 également Yerticaux. Le réseau des can-nelures et des canaux peut être obtenu par utilisation d'un support ondulé ainsi que représenté sur la Pigure 12, mais il est également possible de prévoir une âme oentrale plane portant des relie~s de part et d'autre. L'épaisseur du support peut être comprise entre 50 microns et 203 mm, et de préPérence entre 0,1 et 075 mm.
Il est egalement pos~lble de prévoir à la place des cannelures verticales des ca~relures en ohevron ou présentant toute autre con~igu-ration Le pas et la profondeur des car~elures (donc des canaux) peuvent être comprl~es entre 0,2 et 5 mm, et de pré~érence entre ~5 et 1~5 mm.
25La ~ace 31 du collecteur est destinée à être alimentée en combu-rant, par exemple l'air ou l'oxygène, alors que la face 32 est alimentée en combustible, par exemple l'hydrogène~
Lea parties supérieure 26 et inférieure 27 de la face 31 catho-dique du collecteur sont munies de rainures ou évidements tel~ que 35 30communiquant avec l'extérieur et permettant l'alimentation de ladite ~ace cathodique du collecteur par le comburant ainsi que l'évacuation de ce dernier, selon un parcours quasi rectiligne évitant les pertes de charge due~ à des changements de direction, pertes de charge qui pour-raient être particulièrement importante~ avec un comburant tel que l'air 35atmo~phérique en raison du débit très élevé nécessaire.
.
~7~368 Les parties 3upérieure et inférieure da la face 32 du collecteur ~ont munies de rainures ou evidement9 tels que 36 permettant l~alimen-tation en csmbustible de la face anodique du collecteur à partir des orifice3 d 7 acheminement 28 a~nsi que l~évacuation du combustible. Des moyen~ de répartition de3 ~lux sont disposés dans lesdites rainures et évidements 35 et 36.
Ces moyens ~ont constitues par des nervures allongées, formant des canaux de répartition, la ~ace supérleure des nervures af~leurant le plan de la ~ace du collecteur portant les rainures et évidements et servant de ce ~ait à maintenlr l'écartement entre le ~ond du collecteur supportant les nervures et les constituants ad~acent~ de la pile. Les canaux ainsi ~ormés sont ~ensiblement verticaux.
Il s'ensuit que, les canaux delimités par le~ ¢annelures sur les partie~ conductrices du collecteur pré3entant également une direction moyenne verticale 3ur la figure~ les ~lux de comburant et de combustible conservent sensiblement la même direction verticale tout le long de~
faces du collecteur.
Comme on peut le constater en se reportant sur la ~igure 16, les ori~lces d'alimentation en combustible 28 présentant une forme oblongue, -20 les rainure~ ou évidements 36 permettant l'acheminement du oombustible débouchent au voisinage des partie~ desdlts orifice3 oblong~ situées le plus près de la zone centrale condu¢trice 24 du colle¢teur 23. Les ner-vures de réparti~ion de combustible défini~e~t un réseau 9 1 avasant depuis lesdits ori~ices 28 vers la partie oonduotrice 24 du collecteur.
De~ ner w res 37 située~ au voisinage de~ ori~ices 28 dé~inissent des canaux alimentant eux mêmes un plu9 grand nombre de canaux intermé-diaires définis par des nervures 38, de longueur plu~ importante et conduisant au voisinage des canaux de la partie conductrice 24 du collecteur, un canal inter~édi~ire alimentant au moins un canal 34 de la partie conductriee 24 du collecteur.
L'allongçment de~ canaux de distribution de combustible permet de réaliser des empilements importants d'éléments en ayant de ~aibles pertes de charge du gaz dan~ les canaux de circulation oommuns à tou~ les éléments. Il permet en outre un meilleur drainage des llquides parasite3 ver~ la partie inférieure de~ canaux oblon~s inferieurs sans géner ~7736~3 "
l'écoulement du gaz résiduel.
Comme on peut le constater en ~e reportant sur la Pigure 15, les nervures de répartition 39 du ~lux de comburant sont allongées et défi-nissent da~ canaux de répartition, sensiblement vertioaux sur la flgure s'élargissant dans leur partie ad~acente à la partie ¢onductrice du collecteur. Le parcours du comburant le long de la ~ace cathodique du collecteur est quasiment rectiligne, sans changement de direction 3igni-~icatif et sans obstacle. Entre le~ ex~rémités des nervures 39 situées au voisinage de la partie conductrice ~4, on peut disposer des picot3 62.
Les canaux de répartltion débouchant de plu9 sur tout le côté
horizontal de la partie conductrice du collecteur, on obtient une excel-lente repartition du comburant au niveau de la face cathodique.
Pour des raisons semblableR, il en est de même pour le combu~tible au niveau de la Pace anodique.
A~antageusement, au voisinage de la partie conductrice 24, les ex~rémités des nervures 38 ~e 3uperposent aux extrémités des nervures 3g et aux picots 62, de manière à assurer un meilleur maintien de ces zones des collecteur~ de courant lorY du montage et du serrage des différents constituants de la pile.
Le oadre 3 ain3i, que les parties isolante3 des collecteurs de courant, sont avantageuse~ent constitues par le même ~atériau synthé-tique isolant, ce qul, bien entendu, permet d'améliorer la solidari-sation entre ces pièces.
Ces pièces peuvent ain~i être constituées à partir de polypro-pylène, polyéthylène, poly~tyrène, chlorure de polyvinyle, acryloni-trile- butadiène-styrène, polysul~ones,.0 Ces matériaux peuvcnt comporter une ¢harge appropriée, par exemple une matièr~ inerte telle que du talc7 en vue de modifier leurs propriétes mécanique3 et thermiques et partioulièrement d'obtenlr un coe~ficient de dilatation thermique proche de celui de la zone centrale oonductrice des collecteurs.
A titre d'exemples, ces pièces pourronk être con~tituées par du polypropylène chargé de talc, par e~emple de 5 à 90~ de talo et de pré~érence de 35 à 45S-.
La partie cer~trale conductrice de3 collecteurq de courant peut avantageusement être réali9ée à par~ir du meme matérlau plastique que celu~ entrant dans la constitution du cadre 3, mal~ dan~ lequel on intro-duit une charge conduotrioe, par exemple une poudre métallique, une poudre de graphite, de carbone~ un no~r de four, un noir d'aoétylène, de3 f~bres de carbone, de graphite, ou un mélange de ces différents corps. A
titre d'exemple elle pourrait être constituée par du polypropylène chargé de noir de carbo~e par exemple de 10 à 90~ et de préférence da 30 à
50%-Le cadre et les collecteur3 peuvent être réalis~s par thermocom-pression, par moulage par in~e¢tion.
Ce dernier procéde est particulièrement avantageux dan~ le cas de la réalisation des collecteurs de courant car on introduit simultanément à l'état fluide dans le moule les matières constituant d'une part la zone centrale conductrice et d'autre part la zone périphérique isolante, ce qui permet d'obtenir une soudure des deux matériaux et donc d'éviter une discontinuité entre les deux zones. En outre ce procédé est particuliè-rement économique.
La ~igure 17 est une ~ue éclatée d'un élément de pile con~orme à
l'invention.
La ré~érence 40 désigne l'ensemble de con3tituants repré~enté~ qur la figure 8 et qui comprend le cadre 3 supportant les électrodes 1 et 2, ainsi que le ~ilm plastique 15. De part et d'autre de cet ensemble~ on dispose deux colleoteurs de courant tels que décrits précédemment. Un premier collecteur 23' vient par les ~ommets de sa ~ace c~thodique 31', en contact électrique contre la surface externe de la cathode tnon vue) et par sa ~ace anodique en contact électrique contre la sur~ace externe de l'anode d'un élément ad~aoent (non représenté). Un seoond collec-teur 23" vient par les sommetq de sa faoe anodique (non vue) en contact electrique contre la surface externe de l'anode 1 et par sa face catho-dique 31" en contact électrique oontre la ¢athode de l'autre élément ad~acent ~non represente).
Un comburant gazeux, par exemple l'air, circule entre la cathode de l'ensemble 40 et la ~ace cathodique du collecteur 23' dans le~ canaux 3S définis par les cannelures présentes sur la partie centrale oonduotrioe ~27~3~3 du collecteur 23'.
Un combuqtible gazeux, par exe~ple l'hydrogène, circule entre l'anode 1 et la ~ace anodique du collecteur 23n dang les canaux définis par les car~elure~ présentes ~ur la partie centrale conductrice du col-lecteur 23n.
Le~ éleotrodes sont ~olidarisées électriquement aux collecteurs de courant au niveau des som~ets des cannelures de leurs parties centrales conductrices par tout moyen approprié, par exemple par pression, soudage, collage, etc. .
Toute~ois, il peut être avantageux de conserver non solidari~ée une zone périphérique, en forme de couronne, des éleotrodes de manière à
conserver des possibilites de dilatations di~férentielleR pour éviter des ruptures ou des flssuration3 des électrodes }ors du montage et du fonctionn~ment.
La figure 18 représente une pile conforme à l'in~entlon réali~ée par assembla~e d'une pluralité d'éléments tel~ que repré~entés sur la ~igure 17.
La référence 50 désigne la pile ainsi constituée, les plaques d'extrémités étant designés par les rsferences 51 et S2. Les référen-ces 53 et 54 désignent les bornes terminales reliées chacune a un des collecteurs d'extrémité terminant l'empilement des éléments.
Selon un mode de réalisation ce collecteur d'extré~ité peut se di~férencier des collecteur3 bipolaires décrits ci-dessus, situés à
l'intérieur de l'empile~ent, en oe qu'il comporte sur sa Pace extérieure à l'empilement un élément métallique de iaible épaisseur et de sur~ace au moins égale à celle de la zone acti~e dudit collecteur, pré~érentiel-lement en ~orme de feullle, de ~rille, de déployé ou de dépôt, appliqué
contre cette face ou incorporé à celle-ci.
Cet elément métallique peut comporter un prolongement latéral 3a auquel sera reliée la borne.
Les oriPices d'introduction et d'évacuation d'electrolyte dan~ la pile sont déQignés par les références 55 et 56, alor~ que les ré~éren~
oes 57 et 58 désignent les orifice3 d'introduction et d'evacuation de combu~tible gazeux.
Les oriYl¢es par le3quels le comburant pénètre dans la pile appa-~27'73~3 rais~ent clairement sur la figure. Ces orifices sont formé3 par associa-tion des évidements 35 et 22 prévus d'une part sur les ¢ollecteur3 de courant 23 et d'autre part sur le3 faces en regard des cadres 3 sur lesquels sont assu~ettie~ les électrode~ 2.
Bien entendu l'invention n'est nullement limitée aux modes de réa-lisation décrits et représentes qui n'ont été donnés qu'à titre d'exem-ples.
L'invention concerne des aménagements aux structures des piles a combustible constituées par une pluralité d'éléments disposés en contact électrique les uns avec les autres~
S Dans de telles piles l'étanchéité du système de distribution de l'électrolyte, comportant sur les cadres les rainures, les chambres de répartition et de distribution et de collationnement et les microcanaux, peut être assurée en donnant à l'électrode s'appliquant sur la face du cadre présentant ledit système de distribution des dimensions suffisantes pour venir le recouvrir, l'étanchéité étant alors réalisée lors du montage et du serrage des différents constituants.
Toutefois, on s'est aperçu qu'une telle solution n'était pas satis~aisante dans le cas des piles où
l'électrolyte circule en permanence en étant distribué en parallèle entre tous les éléments car elle peut conduire à
des courants de shuntage et donc à des pertes en énergie elevées du fait du contact de ladite électrode avec l'electrolyte commun aux différents éléments, qui circule dans les canaux définis par la coopération, dans la pile assemblée, des orifices prévus dans les différents constituants.
La présente invention permet de remédier à de tels inconvénients.
Selon la présente invention il est prévu une pile a combustible du type constituée par une plularité
d'éléments disposés en contact électrique les uns avec les autres, chaque élément comportant: -- deux électrodes, - un électrolyte remplissant l'intervalle situé
entre lesdites électrodes, - deux collecteurs de courant bipolaires imperméables, .. ~
. .
3~i8 - un cadre présentant un orifice central, lesdites électrodes étant assujettées de part et d'autre dudit cadre de telle sorte qu'elles définissent avec ledit cadre un compartiment électrolytique, - une face dudit cadre comportant des rainures permettant d'une part l'acheminement de l'électrolyte d'un orifice d'entrée vers une chambre de distribution communiquant avec ledit compartiment électrolytique et d'autre part l'évacuation de l'électrol~te vers un orifice de sortie, ces rainures et chambre formant des éléments d'un réseau de distribution de l'électrolyte, - un film isolant pour assurer l'étanchéité dudit réseau de distribution de l'électrolyte sur le cadre, ce film s'étendant au regard dudit réseau et étant solidarisé
au cadre, l'une desdites électrodes chevauchant ledit film et étant solidarisée à ce dernier.
Selon la présente invention, il est également prévu une pile à combustible du type constituée par une pluralité d'éléments disposés en contact électrique les uns avec les autres, chaque élément comprenant:
- deux électrodes, une cathode et une anode, comportant chacune un catalyseur, - un électrolyte remplissant l'intervalle situé
entre lesdites électrodes, - deux collecteurs de courant bipolaires imperméables, comportant au moins une zone centrale conductrice portant des cannelures sur chacune des faces desdits collecteurs, un premier collecteur venant, par les sommets de sa face cathodique, en contact électrique contre la surface externe de ladite cathode, et par sa face anodique en contact électrique contre la surface externe de l'anode d'un élément adjacent, et un deuxième collecteur venant par les sommets de sa face anodique, en contact électrique contre la surface externe de ladite anode, et par ~7~;~6!3 - 2a -sa face cathodique en contact électrique contre la cathode de l'autre élément adjacent, un comburant gazeux circulant entre ladite cathode et la ~ace cathodique du premier collecteur et un combustible gazeux circulant entre ladite anode et la face anodique du deuxième collecteur, les parties inférieure et supérieure desdits collecteurs situées de part et d'autre de la zone centrale conductrice étant munies d'oritices pour la circulation de l'électrolyte et du combustible à travers la pile, lesdites électrodes étant assujetties toutes deux de part et d'autre d'un cadre presentan~ un orifice central, en forme de quadrilatère, de telle sorte qu'elles définissent avec le cadre un compartiment electrolytique, les parties inférieure et superieure du cadre comportant des orifices pour l'acheminement à travers la pile du combustible et de l'electrolyte correspondants aux orifices prévus sur les collecteurs, des moyens étant prévus sur une face du cadre pour permettre l'acheminement de l'électrolyte d'un desdits orifices, dit orifice d'entrée, vers le compartiment électrolytique, et dudit compartiment vers un autre orifice, dit orifice de sortie, lesdits moyens comportant des rainures débouchant dans des parties évidées formant chambres de repartition et de distribution et de collationnement d'électrolyte, disposées sur les parties inférieure et supérieure du cadre le long de deux côtés opposas de l'orifice central et communiquant avec le compartiment électrolytique au moyen d'une pluralité de microcanaux parallèles délimités par des nervures, pile dans laquelle: -- l'étanchéité du reseau de distribution de l'électrolyte est assurée d'une part par un film en matière plastique isolante s'étendant au moins au regard des moyens d'acheminement de l'électrolyte prevus entre les orifices d'entrée et de sortie et le compartiment électrolytique, ~7~368 - 2b -ledit film étant solidarisé audit cadre, et d'autre part par une des électrodes, ladite électrodej assujettie au cadre, chevauchant ledit film et étant solidarisée de manière étanche à ce dernier au niveau de la zone de chevauchement . .
alnsl creee.
La pile selon la présente invention peut présenter en outre les modes de réalisations pxéférentiels suivants.
Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, la partie du cadre, sur laquelle sont assujetties les electrodes, et qui délimite 7~
l'ori~ice central présente un retrait de part et d~autre du cadre de man~ère que les éleetrodes, après assu~ettissement au cadre au niveau de ces retraits, ne debordent pas au-dessu~ des faoes du cadre, le film mince épousant sans dommage une desdikes partie~ en retrait ~t étant solidarisé à l'électrode au niveau de cette partie.
Dans ce mode de réali~ation, les nervure~ délimitant les microca-naux comportent une partie a~fleurant le plan de~dites partie~ en retrait sur laquelle vient se po~itionner une électrode et se prolon-geant vers le~ chambres de distribution et de répartition et de colla-tionnement par une partie afPleurant le plan de la ~ace du cadre.
Selon un mode d'exécution, les parcours des rainures reliant les ori~ices d'entrée et ~e s~rtie d'électrol~te aux chambres de répartition et de distribution et de collationnement ont une ~orm2 en U, le fond des U étant situé, par rapport auxdits oriYices, au delà de l'orifioe central délimitant le compartiment éleotrolytique.
Avantageusement, les ~ond~ des rainures et des chambres de répar-tition et de d~stribution et de oollationnement comportent des ~oyens, tels que picots ou nervures, ar~leurant le plan de la ~ace du cadre et de~tinés ` aintenir l'écartement entre le film min¢e plastique et le3-dits fonds lors de l'application dudit ~ilm sur le ¢adre.
D'autre~ caractérlstiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre et du dessin annexé dans lequel -La ~igure 1 est une vue éclatée de plusieurs constituant3 d'un élém~nt de pile conforme à 1'invention.
La ~igure 2 est une représentatlon partielle en perspective et agrandie du détail II de la ~igure 1.
La ~igure 3 est u~e vue d'une face de l'ensemble ~orme par l'assem-blement des différents constituants de la ~lgure 1, avec repliement par-tiel de certains de ceux-ci.
La figure 4 est une coupe agrandie de la ~igure 3 3elon la ligne IV-IV.
La ~igure 5 est une coupe agrandie de la ~igure 3 selon la li~ne V-V.
La figure 6 représente une variante de la ~igure 1.
La figure 7 est une repré3entation partielle en perspective et IZ77~G8 agrandie du détall VII de la Pigure 6_ La figure 8 est une vue d7une faoe de l'ensemble formé par assem-blement des diPPérent~ ¢onstituants de la figure 67 avec repliement par-tiel de certains de ceux-ci;
5La ~igure 9 est une coupe agrandie de la ~igure 8 3210n la liene IX-IX.
La figure 10 est une coupe agrandie de la iigure 8 selon la ligne X X.
La ~igur~e 11 e~S une Yue de l'autre ~a¢e de l'ensemble de la 10~igure 8.
La figure 12 est une vue d'une face d'un collecteur de courant bipolaire.
La ~igure 13 est une vue de l'autre ~ace du collecteur de courant de la Pigu~e 12.
15La figure 14 est u~e coupe partielle agrandie selon la ligne XIY-%IV de la figure 12.
La figure 15 est une représentation partielle en perspective et agrandle du detail XV de la ~igure 12.
La ~igure 16 est une représentation partielle en perspeotive et 20a~randie du detail XVI de la Pigure 13.
La Sigure 17 est une vue éclatee d'u~ élément de pile conforme à
l'invention.
La fi~ure 18 représente très schématiquement en perspective une `pile con~orme à 1'invention.
25Sur les figures 1, 2, 3, 4 et 5, correspondant à un premier mode de réalisation, les réPérences 1 et 2 dé~ignent les éleotrodes poreuaes entrant dan~ la constitution d'un élément d'une pile oonforme à l'inven-tion.
Dans le mode de réalisation de¢rit et représenté, l'anode, en 30contact par une Pace avec l'électrolyte et par l'autre face avec un combust~ble gazeux est désignée par la réference 1 ; la cathode, en contact par une face a~ec l'électrolyte et par l'autre Pace a~ec un comburant gazeux est désignée par la réPerence 2.
Ces électrodes peuvent être à ba~e de carbone ou de graphite et 35d'une matiare plastique, par exemple de polytétra~luoretylène et compor-~Z77:~6~
ter chacune un catalyseur spécifique.
A titre illustratif et nullemen-t limitatif, ces electrodes peuvent présenter une structure souple ainsi que décrit dans le brevet fran~ais publié sous le numéro 52,468,220 le ler février 82 ayant comme inventeur Bernard WARS~AWSKI. Elles peuvent avoir été réalisées, en particulier, par les procédés décrits dans le brevet publié
sous le numéro 2,468,218 le 13 septembre 1982 ayant pour inventeurs Pierre GROULT et Al, et le brevet français publié
10~ous le numéro 2,468,219 le 13 octobre 1982 ayant pour inventeurs Claude LAMBERT et Al.
Ces deux électrodes sont assujetties de part et d'autre d'un cadre 3 présentant un orifice central 4 en forme de quadrilatère, de telle sorte qu'elles définissent avec ledit cadre 3 un compartiment électrolytique.
Le cadre 3 est avantageusement en matière plastique isolante, par exemple à base de polypropylène, chlorure de polyvinyle, acrylonitrile-butadiène-styrène, polyéthylène, polystyrène 20Son épaisseur peut être de l'ordre de 0,2 à 5 mm et de préference de 0,5 à 1,5 mm.
Dans l'exemple représenté l'orifice central 4 est carré.
Les parties inférieure 5 et supérieure 6 du cadre 25-- 3 sont munies d'orifices pour l'acheminement à travers la pile du combustible et de l'électrolyte.
La référence 7 désigne les orifices de circulation du combustible, qui dans le cas représenté ont une forme oblongue.
30L'orifice 8A sert à la circulation de l'électrolyte dans la pile et à son acheminement dans le compartiment électrolytique.
L'orifice 8B sert à l'évacuation de l'électrolyte du compartiment électrolytique et à sa circulation dans la "; ~., . .
~27~7368 - Sa -pile.
La référence g désigne des orifices pouvant etre utilisés par exemple pour le centrage des composants lors de l'assemblage et/ou pour l'introduction de tirants de serrage.
Des moyens sont prévus sur la face 10 du cadre 3 pour permettre l'acheminement de l'électrolyte de l'orifice 8A vers le compartiment électrolytique et de celui-ci vers l'orifice 8B.
Ces moyens comportent des rainures 11 débouchant dans des parties évidées formant chambres de répartition et de distribution et de collationnement d'électrolyte 12 disposées sur les parties inférieure 5 et supérieure 6 du cadre 3 le long de deux côtés opposés de l'orifice ~773~3 oentral et col~ uniqua~t a~ec le compartimant électrolytique au moyen d'une pluralité de microcanaux parallales 13 delimltés par des nervu-res 14 comme cela apparait clairement sur la figure 2~
Les 90~et9 des nerw res 14 a~leurent le plan de la ~ace 10 du cadre 3.
Le3 rainure3 11 présentent de préférenoe un parcours allongé et une faible section. Il est en effet important d'allonger le parcours et de rétré~ir la section de l'électrolyte entre les orifices d'admission et d'é~acuation et le compartiment électrolytique dans le cas des piles où l'électrolyte est distribué en parallèle aux élément~ de ~açon à créer une résistance élevée de shuntage e~tre élements et diminuer autant que faire se peut la perte énergétique correspondante. Par ailleurs, le cheminement de l'électrolyte dans un canal de raible seotion et de grande longueur, ayant une perte de charge définie et élevée par rapport à celle de3 ~ompartiments, permet une répartition unifor~e de 1'écoulement de l'électrolyte entre les diYers eléments de la pile.
- Dans l'exemple représenté les rainures 11 ont un parcour~ en forme de U, le fond des U atant situé, par rapport aux ori~ices 8A et 8B, au delà de l'ori~ice central 4 délimitant le compartiment ~lectrolySique.
Cette disposition en U permet de doubler le parcours 9an9 accro;-tre signi~icative~ent le9 dimensions des composants. Elle permet aus~i :
- d'interrompre, 9i on la dasire, la circulation de l'éleotrolyte tout en maintenant le compartiment re~pli - de faire circuler, 9i on le dé~ire, 17électrolyte de bas en haut dans le compartiment tout en ~itant, en cas d'en*rée accidentelle de gaz, la vidarge de ce compartiment.
A tit~e d'exemple, la longueur de chaque branche du U peut être égale à la hauteur du compartiment électrolytlque~ la largeur de la rainure pouvant varier de 0,5 ~m à 10 mm.
ConPormément à l!invention, l'étanohéité du réseau de distribution de l'électrolyte, comprenant les rainures 11, le~ chambre~ 12 et les microcanaux 13 est assuree d'une part par un ~ilm mince 15 en matière plastique isolante s'étendant au moins au regard dudit réseau de distri-bution, ledit ~ilm 15 atant ~olidarisé audit cadre 3, et d'autre part par l'électrode 1 qui chevauche ledit film mince 15 et est solidarisée 736~3 -- 7 ~
de manière étanche à ce dernier au nil/eau de la zone de che~auchement ainsi créée.
Dans l'exemple représenté le film 15 présente un contour analogue à ¢elui du cadre 3, et notamment des orifices 47, 48A~ 48B et 49 corre~-pondant respectivement aux orifices 7, 8A, 8B et g prévu~ ~ur ledit cadre. Il pré3ente égaleDIent un orifice central 61 corre~pond~nt à
l'ori~ice central 4 du cadre 3.
Ce ~ mince peut être constitué par exemple par du polypro-pylène, du chlorure de polyYinyle, de l'acryloni'crlle-butadiène-styrène, du polyéthylene, du polystyrène, et son épaisseur peut être de l'ordre de 50 à 600 microns et de pré~érence de 20 à 60 microns.
La ~olidarisation entre le film min¢e 15 , 1'électrode 1 et le cadre 3 peut être e~fectuée par tout Dloyen approprié, tel que collage, souda~e, par exe~ple.
De manière que le cadre 3 soit, lors de l'assemblage de la pile, en con~act a~rec les collecteurs situés de part et d'autre, ledit cadre 3 et~ou lesdits collecteurs présentent des zones en retrait dans lesquell~s viennent se loger les électrodes, la profondeur de ces retraits de~ant être au moiris égale à l'epaisseur de électrodes.
Le cadre 3 representé sur les ~i~ure~ 1 à 5 ne comportant pas ces zones en retrait~ elle3 seront alors présentes sur les oollecteur~ de courant situés de part et d'autre dudit cadre.
Les forlds des rainures 11 et des chambres de répartition et de distribution et de collatiolmement d'éleotrolyte 12 comportent des moyens, tel~ que picots ou nervure~, affleurant le plan de la face du cadre et destinés notamment à maintenir l'écartement entre le film mince plastique 15 et le~dits fonds et à régulari~er l'alimentation en ~luides. Ainsi dans 1'exemple représenté urle nervure 16 est disposée dans le~ rainures 11~ tout le long de ¢elles-oi.
Par ailleurs, le3 chambres 12 oomportent une plural~té de ner~
res 17, disposées parallèlement at ne oontrariant pas la oirculation de l'électrolyte.
Les soDmleta des nervures 16 et 17 a~leurent le plan de la face 10 du cadre 3.
35 L'utilisation de nervure~, à la place de picota, permet de 7736~3 diminuer les ri~ques de perforation du film mince.
A l'intérieur du compartiment électrolytique, on peut dispo~er, ainsi que cela a été repré~enté, une ~euille poreuse gau~rée 18 agis3ant comme séparateur.
Les ~igures 3, 4, 5 sont relatives à l~enqemble 40 for~é par l'assemblement des di~ren~ constituant3 repré~enté~ sur la ~igure 1, à sa~oir les électrodes 1 et 2, le cadre 3 et le film 15.
Dans le le mode de réalisation représenté sur les figures 6, 7, 8, 9 et 10, la partie du cadre 3 délimdtant l'orl~ice central 4 présente un retrait de part e~ d'autre du cadre de manière que les électrodes 1 et 2, ne débordent pa~ au dessus des faces du cadre 3 après assujettiYsement au cadre 3 au niv~au de ces parties en retrait, le film mince 15 épousant sans dommage le~dites parties en retrait et étant solidarisé à l'élec-trode 1 au niveau de C09 partieY.
Cette ~tructure est particuli~rement apparente au niveau de~
fl~ureQ 7, 9 et 10, où les parties en retrait du cadre 3 délimitant l'ori~ice 4 90nt désignées par la référence 15. Au niveau desdites par-ties en retrai~, les ner w res 14 qui délimitent les microcanaux 13 comportent une partie 20 affleurant le plan de3dites parties en retrait 19 sur laquelle vient ~e positionner l'électrode 1, et se pro-lon~eant ver9 les ohambres 12 par ~ne partie 21 affleurant le plan de la faoe 10 du cadre 3.
La ~igure 8 montre la face de l'ensemble 40 alimenté par le combus-tible, la ~igure 11 celle alimentée par le oomburant. Sur la ~lgure 11, on peut constater que les partie~ in~érieure 5 et supérieure 6 du cadre 3 co~portent, entre les orifice3 7, des évidements 22 permettant d'aceroitre, en combinaison avec des évidements ou rainures correspon-dant prévu~ sur les collecteurs de courant, les ~ections d'entrée et de sortie de comburant dans l'élément.
Ces évidements 22 apparal3sent egalement sur les figures précédentes~
Leo ~igures 12 à 16 sont relatives a un mode de réalisation de collecteura de courant que l'on peut associer aveo les cadres repré-sentés sur les ~igures 6 à 11. Il s'agit de collecteurs de courant bipolaires imperméables comportant au moins une zone centrale conduc-trice, portant des ¢annelures sur cha¢une des face3 desdltQ collecteur3, ~L~7736~
les parties inférieurg et supérieure de3dits colleateurs, situées de part et d'autre de la zone centrale conductrice, etant munie~ d70ri~ices pour la circulation de l'électrolyte et du ¢ombust~ble à traver~ la pile.
Dans l'exemple représenté les ¢ollecteurs de courant sont désignés Spar la ré~ere~¢e 23. Il~ comportent une zone centrale conductrice 24 de forme correspondant à oelle de~ électrodes 1 et 2, telles que représen-tées sur la figur~ 6~ entourée sur sa périphérle d'une zone isolante 25.
Les parties supérleure 26 e~ inférieure 27 de la ~one isolante 25 qont munies d'ori~ices 28, 29A9 29B et 30 correspondant respectivement aux 10ori~ices 7, 8A, 8B et 9.
Sur chacune des faces 31 et 32 du collecteur, la zone centrale conductrice est munie de eannelures de~inissant des canaux de direction moyenne verticale pour la circulation des flux gazeux.
Dans l'exemple reprssenté, les cannelures 33 ~ont Yerticale~ ;
15e1le~ définissent des canaux 34 également Yerticaux. Le réseau des can-nelures et des canaux peut être obtenu par utilisation d'un support ondulé ainsi que représenté sur la Pigure 12, mais il est également possible de prévoir une âme oentrale plane portant des relie~s de part et d'autre. L'épaisseur du support peut être comprise entre 50 microns et 203 mm, et de préPérence entre 0,1 et 075 mm.
Il est egalement pos~lble de prévoir à la place des cannelures verticales des ca~relures en ohevron ou présentant toute autre con~igu-ration Le pas et la profondeur des car~elures (donc des canaux) peuvent être comprl~es entre 0,2 et 5 mm, et de pré~érence entre ~5 et 1~5 mm.
25La ~ace 31 du collecteur est destinée à être alimentée en combu-rant, par exemple l'air ou l'oxygène, alors que la face 32 est alimentée en combustible, par exemple l'hydrogène~
Lea parties supérieure 26 et inférieure 27 de la face 31 catho-dique du collecteur sont munies de rainures ou évidements tel~ que 35 30communiquant avec l'extérieur et permettant l'alimentation de ladite ~ace cathodique du collecteur par le comburant ainsi que l'évacuation de ce dernier, selon un parcours quasi rectiligne évitant les pertes de charge due~ à des changements de direction, pertes de charge qui pour-raient être particulièrement importante~ avec un comburant tel que l'air 35atmo~phérique en raison du débit très élevé nécessaire.
.
~7~368 Les parties 3upérieure et inférieure da la face 32 du collecteur ~ont munies de rainures ou evidement9 tels que 36 permettant l~alimen-tation en csmbustible de la face anodique du collecteur à partir des orifice3 d 7 acheminement 28 a~nsi que l~évacuation du combustible. Des moyen~ de répartition de3 ~lux sont disposés dans lesdites rainures et évidements 35 et 36.
Ces moyens ~ont constitues par des nervures allongées, formant des canaux de répartition, la ~ace supérleure des nervures af~leurant le plan de la ~ace du collecteur portant les rainures et évidements et servant de ce ~ait à maintenlr l'écartement entre le ~ond du collecteur supportant les nervures et les constituants ad~acent~ de la pile. Les canaux ainsi ~ormés sont ~ensiblement verticaux.
Il s'ensuit que, les canaux delimités par le~ ¢annelures sur les partie~ conductrices du collecteur pré3entant également une direction moyenne verticale 3ur la figure~ les ~lux de comburant et de combustible conservent sensiblement la même direction verticale tout le long de~
faces du collecteur.
Comme on peut le constater en se reportant sur la ~igure 16, les ori~lces d'alimentation en combustible 28 présentant une forme oblongue, -20 les rainure~ ou évidements 36 permettant l'acheminement du oombustible débouchent au voisinage des partie~ desdlts orifice3 oblong~ situées le plus près de la zone centrale condu¢trice 24 du colle¢teur 23. Les ner-vures de réparti~ion de combustible défini~e~t un réseau 9 1 avasant depuis lesdits ori~ices 28 vers la partie oonduotrice 24 du collecteur.
De~ ner w res 37 située~ au voisinage de~ ori~ices 28 dé~inissent des canaux alimentant eux mêmes un plu9 grand nombre de canaux intermé-diaires définis par des nervures 38, de longueur plu~ importante et conduisant au voisinage des canaux de la partie conductrice 24 du collecteur, un canal inter~édi~ire alimentant au moins un canal 34 de la partie conductriee 24 du collecteur.
L'allongçment de~ canaux de distribution de combustible permet de réaliser des empilements importants d'éléments en ayant de ~aibles pertes de charge du gaz dan~ les canaux de circulation oommuns à tou~ les éléments. Il permet en outre un meilleur drainage des llquides parasite3 ver~ la partie inférieure de~ canaux oblon~s inferieurs sans géner ~7736~3 "
l'écoulement du gaz résiduel.
Comme on peut le constater en ~e reportant sur la Pigure 15, les nervures de répartition 39 du ~lux de comburant sont allongées et défi-nissent da~ canaux de répartition, sensiblement vertioaux sur la flgure s'élargissant dans leur partie ad~acente à la partie ¢onductrice du collecteur. Le parcours du comburant le long de la ~ace cathodique du collecteur est quasiment rectiligne, sans changement de direction 3igni-~icatif et sans obstacle. Entre le~ ex~rémités des nervures 39 situées au voisinage de la partie conductrice ~4, on peut disposer des picot3 62.
Les canaux de répartltion débouchant de plu9 sur tout le côté
horizontal de la partie conductrice du collecteur, on obtient une excel-lente repartition du comburant au niveau de la face cathodique.
Pour des raisons semblableR, il en est de même pour le combu~tible au niveau de la Pace anodique.
A~antageusement, au voisinage de la partie conductrice 24, les ex~rémités des nervures 38 ~e 3uperposent aux extrémités des nervures 3g et aux picots 62, de manière à assurer un meilleur maintien de ces zones des collecteur~ de courant lorY du montage et du serrage des différents constituants de la pile.
Le oadre 3 ain3i, que les parties isolante3 des collecteurs de courant, sont avantageuse~ent constitues par le même ~atériau synthé-tique isolant, ce qul, bien entendu, permet d'améliorer la solidari-sation entre ces pièces.
Ces pièces peuvent ain~i être constituées à partir de polypro-pylène, polyéthylène, poly~tyrène, chlorure de polyvinyle, acryloni-trile- butadiène-styrène, polysul~ones,.0 Ces matériaux peuvcnt comporter une ¢harge appropriée, par exemple une matièr~ inerte telle que du talc7 en vue de modifier leurs propriétes mécanique3 et thermiques et partioulièrement d'obtenlr un coe~ficient de dilatation thermique proche de celui de la zone centrale oonductrice des collecteurs.
A titre d'exemples, ces pièces pourronk être con~tituées par du polypropylène chargé de talc, par e~emple de 5 à 90~ de talo et de pré~érence de 35 à 45S-.
La partie cer~trale conductrice de3 collecteurq de courant peut avantageusement être réali9ée à par~ir du meme matérlau plastique que celu~ entrant dans la constitution du cadre 3, mal~ dan~ lequel on intro-duit une charge conduotrioe, par exemple une poudre métallique, une poudre de graphite, de carbone~ un no~r de four, un noir d'aoétylène, de3 f~bres de carbone, de graphite, ou un mélange de ces différents corps. A
titre d'exemple elle pourrait être constituée par du polypropylène chargé de noir de carbo~e par exemple de 10 à 90~ et de préférence da 30 à
50%-Le cadre et les collecteur3 peuvent être réalis~s par thermocom-pression, par moulage par in~e¢tion.
Ce dernier procéde est particulièrement avantageux dan~ le cas de la réalisation des collecteurs de courant car on introduit simultanément à l'état fluide dans le moule les matières constituant d'une part la zone centrale conductrice et d'autre part la zone périphérique isolante, ce qui permet d'obtenir une soudure des deux matériaux et donc d'éviter une discontinuité entre les deux zones. En outre ce procédé est particuliè-rement économique.
La ~igure 17 est une ~ue éclatée d'un élément de pile con~orme à
l'invention.
La ré~érence 40 désigne l'ensemble de con3tituants repré~enté~ qur la figure 8 et qui comprend le cadre 3 supportant les électrodes 1 et 2, ainsi que le ~ilm plastique 15. De part et d'autre de cet ensemble~ on dispose deux colleoteurs de courant tels que décrits précédemment. Un premier collecteur 23' vient par les ~ommets de sa ~ace c~thodique 31', en contact électrique contre la surface externe de la cathode tnon vue) et par sa ~ace anodique en contact électrique contre la sur~ace externe de l'anode d'un élément ad~aoent (non représenté). Un seoond collec-teur 23" vient par les sommetq de sa faoe anodique (non vue) en contact electrique contre la surface externe de l'anode 1 et par sa face catho-dique 31" en contact électrique oontre la ¢athode de l'autre élément ad~acent ~non represente).
Un comburant gazeux, par exemple l'air, circule entre la cathode de l'ensemble 40 et la ~ace cathodique du collecteur 23' dans le~ canaux 3S définis par les cannelures présentes sur la partie centrale oonduotrioe ~27~3~3 du collecteur 23'.
Un combuqtible gazeux, par exe~ple l'hydrogène, circule entre l'anode 1 et la ~ace anodique du collecteur 23n dang les canaux définis par les car~elure~ présentes ~ur la partie centrale conductrice du col-lecteur 23n.
Le~ éleotrodes sont ~olidarisées électriquement aux collecteurs de courant au niveau des som~ets des cannelures de leurs parties centrales conductrices par tout moyen approprié, par exemple par pression, soudage, collage, etc. .
Toute~ois, il peut être avantageux de conserver non solidari~ée une zone périphérique, en forme de couronne, des éleotrodes de manière à
conserver des possibilites de dilatations di~férentielleR pour éviter des ruptures ou des flssuration3 des électrodes }ors du montage et du fonctionn~ment.
La figure 18 représente une pile conforme à l'in~entlon réali~ée par assembla~e d'une pluralité d'éléments tel~ que repré~entés sur la ~igure 17.
La référence 50 désigne la pile ainsi constituée, les plaques d'extrémités étant designés par les rsferences 51 et S2. Les référen-ces 53 et 54 désignent les bornes terminales reliées chacune a un des collecteurs d'extrémité terminant l'empilement des éléments.
Selon un mode de réalisation ce collecteur d'extré~ité peut se di~férencier des collecteur3 bipolaires décrits ci-dessus, situés à
l'intérieur de l'empile~ent, en oe qu'il comporte sur sa Pace extérieure à l'empilement un élément métallique de iaible épaisseur et de sur~ace au moins égale à celle de la zone acti~e dudit collecteur, pré~érentiel-lement en ~orme de feullle, de ~rille, de déployé ou de dépôt, appliqué
contre cette face ou incorporé à celle-ci.
Cet elément métallique peut comporter un prolongement latéral 3a auquel sera reliée la borne.
Les oriPices d'introduction et d'évacuation d'electrolyte dan~ la pile sont déQignés par les références 55 et 56, alor~ que les ré~éren~
oes 57 et 58 désignent les orifice3 d'introduction et d'evacuation de combu~tible gazeux.
Les oriYl¢es par le3quels le comburant pénètre dans la pile appa-~27'73~3 rais~ent clairement sur la figure. Ces orifices sont formé3 par associa-tion des évidements 35 et 22 prévus d'une part sur les ¢ollecteur3 de courant 23 et d'autre part sur le3 faces en regard des cadres 3 sur lesquels sont assu~ettie~ les électrode~ 2.
Bien entendu l'invention n'est nullement limitée aux modes de réa-lisation décrits et représentes qui n'ont été donnés qu'à titre d'exem-ples.
Claims (16)
1. Pile à combustible du type constituée par une pluralité d'éléments disposés en contact électrique les uns avec les autres, chaque élément comprenant:
- deux électrodes, une cathode et une anode, comportant chacune un catalyseur, - un électrolyte remplissant l'intervalle situé
entre lesdites électrodes, - deux collecteurs de courant bipolaires imperméables, comportant au moins une zone centrale conductrice portant des cannelures sur chacune des faces desdits collecteurs, un premier collecteur venant, par les sommets de sa face cathodique, en contact électrique contre la surface externe de ladite cathode, et par sa face anodique en contact électrique contre la surface externe de l'anode d'un élément adjacent, et un deuxième collecteur venant par les sommets de sa face anodique, en contact électrique contre la surface externe de ladite anode, et par sa face cathodique en contact électrique contre la cathode de l'autre élément adjacent, un comburant gazeux circulant entre ladite cathode et la face cathodique du premier collecteur et un combustible gazeux circulant entre ladite anode et la face anodique du deuxième collecteur, les parties inférieure et supérieure desdits collecteurs situées de part et d'autre de la zone centrale conductrice étant munies d'orifices pour la circulation de l'électrolyte et du combustible à travers la pile, lesdites électrodes étant assujetties toutes deux de part et d'autre d'un cadre présentant un orifice central, en forme de quadrilatère, de telle sorte qu'elles définissent avec le cadre un compartiment électrolytique, les parties inférieure et supérieure du cadre comportant des orifices pour l'acheminement à travers la pile du combustible et de l'électrolyte correspondants aux orifices prévus sur les collecteurs, des moyens étant prévus sur une face du cadre pour permettre l'acheminement de l'électrolyte d'un desdits orifice, dit orifice d'entrée, vers le compartiment électrolytique, et dudit compartiment vers un autre orifice, dit orifice de sortie, lesdits moyens comportant des rainures débouchant dans des parties évidées formant chambres de répartition et de distribution et de collationnement d'électrolyte, disposées sur les parties inférieure et supérieure du cadre le long de deux côtés opposés de l'orifice central et communiquant avec le compartiment électrolytique au moyen d'une pluralité de microcanaux parallèles délimités par des nervures, pile dans laquelle:
- l'étanchéité du réseau de distribution de l'electrolyte est assurée d'une part par un film en matière plastique isolante s'étendant au moins au regard des moyens d'acheminement de l'électrolyte prévus entre les orifices d'entrée et de sortie et le compartiment électrolytique, ledit film étant solidarisé audit cadre, et d'autre part par une des électrodes, ladite électrode, assujettie au cadre, chevauchant ledit film et étant solidarisée de manière étanche à ce dernier au niveau de la zone de chevauchement ainsi créée.
- deux électrodes, une cathode et une anode, comportant chacune un catalyseur, - un électrolyte remplissant l'intervalle situé
entre lesdites électrodes, - deux collecteurs de courant bipolaires imperméables, comportant au moins une zone centrale conductrice portant des cannelures sur chacune des faces desdits collecteurs, un premier collecteur venant, par les sommets de sa face cathodique, en contact électrique contre la surface externe de ladite cathode, et par sa face anodique en contact électrique contre la surface externe de l'anode d'un élément adjacent, et un deuxième collecteur venant par les sommets de sa face anodique, en contact électrique contre la surface externe de ladite anode, et par sa face cathodique en contact électrique contre la cathode de l'autre élément adjacent, un comburant gazeux circulant entre ladite cathode et la face cathodique du premier collecteur et un combustible gazeux circulant entre ladite anode et la face anodique du deuxième collecteur, les parties inférieure et supérieure desdits collecteurs situées de part et d'autre de la zone centrale conductrice étant munies d'orifices pour la circulation de l'électrolyte et du combustible à travers la pile, lesdites électrodes étant assujetties toutes deux de part et d'autre d'un cadre présentant un orifice central, en forme de quadrilatère, de telle sorte qu'elles définissent avec le cadre un compartiment électrolytique, les parties inférieure et supérieure du cadre comportant des orifices pour l'acheminement à travers la pile du combustible et de l'électrolyte correspondants aux orifices prévus sur les collecteurs, des moyens étant prévus sur une face du cadre pour permettre l'acheminement de l'électrolyte d'un desdits orifice, dit orifice d'entrée, vers le compartiment électrolytique, et dudit compartiment vers un autre orifice, dit orifice de sortie, lesdits moyens comportant des rainures débouchant dans des parties évidées formant chambres de répartition et de distribution et de collationnement d'électrolyte, disposées sur les parties inférieure et supérieure du cadre le long de deux côtés opposés de l'orifice central et communiquant avec le compartiment électrolytique au moyen d'une pluralité de microcanaux parallèles délimités par des nervures, pile dans laquelle:
- l'étanchéité du réseau de distribution de l'electrolyte est assurée d'une part par un film en matière plastique isolante s'étendant au moins au regard des moyens d'acheminement de l'électrolyte prévus entre les orifices d'entrée et de sortie et le compartiment électrolytique, ledit film étant solidarisé audit cadre, et d'autre part par une des électrodes, ladite électrode, assujettie au cadre, chevauchant ledit film et étant solidarisée de manière étanche à ce dernier au niveau de la zone de chevauchement ainsi créée.
2. Pile selon la revendication 1, dans laquelle la partie du cadre délimitant l'orifice central présente un retrait de part et d'autre du cadre de manière que les électrodes après assujetissement au cadre au niveau de ces retraits ne débordent pas au-dessus des faces du cadre, le film mince épousant sans dommage une desdites parties en retrait et étant solidarisé à l'électrode au niveau de cette partie
3. Pile selon la revendication 2, dans laquelle au niveau des parties en retrait du cadre les nervures délimitant les microcanaux comportent une partie affleurant le plan desdites parties en retrait et se prolongeant vers les chambres de distribution et de répartition et de collationnement par une partie affleurant le plan de la face du cadre.
4. Pile selon la revendication 3, dans laquelle le parcours des rainures reliant les orifices d'entrée et de sortie d'électrolyte aux chambres de répartition et de distribution et de collationnement ont une forme en U, le fond des U étant situé, par rapport auxdits orifices, au delà de l'orifice central délimitant le compartiment électrolytique.
5. Pile selon la revendication 4, dans laquelle les fonds des rainures et des chambres de répartition et de distribution et de collationnement comportent des moyens affleurant le plan de la face du cadre et destinés à
maintenir l'écartement entre le film mince plastique et lesdits fonds.
maintenir l'écartement entre le film mince plastique et lesdits fonds.
6. Pile selon la revendication 5, dans laquelle lesdits moyens affleurant le plan de la face du cadre sont des picots.
7. Pile selon la revendication 5, dans laquelle lesdits moyens affleurant le plan de la face du cadre sont des nervures.
8. Pile selon la revendication 7, dans laquelle au moins une nervure est disposée dans les rainures, tout le long desdites rainures.
9. Pile selon la revendication 5 ou 7, dans laquelle les chambres de distribution et de répartition et de collationnement comportent une pluralité de nervures disposées parallèlement et ne contrariant pas la distribution de l'électrolyte vers les microcanaux.
10. Pile selon la revendication 1 ou 2 dans laquelle le parcours des rainures reliant les orifices d'entrée et de sortie d'électrolyte aux chambres de répartition et de distribution et de collationnement ont une forme en U, le fond des U étant situé, par rapport auxdits orifices, au delà de l'orifice central délimitant le compartiment électrolytique. I
11. Pile selon la revendication 1, dans laquelle les fonds des rainures et des chambres de répartition et de distribution et de collationnement comportent des moyens affleurant le plan de la face du cadre et destinés à
maintenir l'écartement entre le film mince plastique et lesdits fonds.
maintenir l'écartement entre le film mince plastique et lesdits fonds.
12. Pile selon la revendication 11, dans laquelle lesdits moyens affleurant le plan de la face du cadre sont des picots.
13. Pile selon la revendication 11, dans laquelle lesdits moyens affleurant le plan de la face du cadre sont des nervures.
14. Pile selon la revendication 13, dans laquelle au moins une nervure est disposée dans les rainures, tout le long desdites rainures.
15. Pile selon la revendication 11 ou 13, dans laquelle les chambres de distribution et de répartition et de collationnement comportent une pluralité de nervures disposées parallèlement et ne contrariant pas la distribution de l'électrolyte vers les microcanaux.
16. Pile selon la revendication 1, dans laquelle les deux électrodes sont poreuses et présentent une forme plane et à face parallèles.
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Families Citing this family (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4718997A (en) * | 1982-11-22 | 1988-01-12 | Exxon Research And Engineering Company | Electrochemical device |
| US4911993A (en) * | 1988-02-01 | 1990-03-27 | Eltech Systems Corporation | Bipolar, filter-press, consumable metal anode battery |
| US5079104A (en) * | 1991-03-18 | 1992-01-07 | International Fuel Cells | Integrated fuel cell stack shunt current prevention arrangement |
| RU2174728C2 (ru) * | 1994-10-12 | 2001-10-10 | Х Пауэр Корпорейшн | Топливный элемент, использующий интегральную технологию пластин для распределения жидкости |
| US5863671A (en) * | 1994-10-12 | 1999-01-26 | H Power Corporation | Plastic platelet fuel cells employing integrated fluid management |
| FR2764122A1 (fr) * | 1997-06-03 | 1998-12-04 | Motorola Inc | Plaque bipolaire pour ensemble de piles a combustible |
| US20090148731A1 (en) * | 1998-01-20 | 2009-06-11 | Mills Randell L | Hydride battery and fuel cell |
| GB9821156D0 (en) * | 1998-09-29 | 1998-11-25 | Nat Power Plc | Manufacturable electrochemical cell |
| RU2183370C1 (ru) * | 2001-04-12 | 2002-06-10 | ЗАО Индепендент Пауэр Технолоджис "ИПТ" | Модуль топливных элементов и батарея на его основе |
| DE10140684A1 (de) | 2001-08-24 | 2003-03-06 | Daimler Chrysler Ag | Dichtungsaufbau für eine MEA und Verfahren zur Herstellung des Dichtungsaufbaus |
| JP3906673B2 (ja) * | 2001-11-15 | 2007-04-18 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池及びその組付方法 |
| DE10201510A1 (de) * | 2002-01-17 | 2003-07-31 | Behr Gmbh & Co | Stromabnehmer- oder Bipolarplatte für eine Polymeterelektrolyt-Brennstoffzelle |
| US7255944B2 (en) * | 2002-07-31 | 2007-08-14 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Sealing structure of fuel cell and manufacturing method of same |
| US20050136317A1 (en) * | 2003-12-19 | 2005-06-23 | 3M Innovative Properties Company | Molded multi-part flow field structure |
| US7166383B2 (en) | 2004-12-07 | 2007-01-23 | Astria Energi Inc. | Electrode structure for stacked alkaline fuel cells |
| WO2007101318A1 (fr) * | 2006-03-06 | 2007-09-13 | Mku Cyprus Ltd. | Structure d'électrode pour piles à combustible alcalines empilées |
| US8026020B2 (en) * | 2007-05-08 | 2011-09-27 | Relion, Inc. | Proton exchange membrane fuel cell stack and fuel cell stack module |
| US9293778B2 (en) * | 2007-06-11 | 2016-03-22 | Emergent Power Inc. | Proton exchange membrane fuel cell |
| JP2017134920A (ja) * | 2016-01-25 | 2017-08-03 | 京セラ株式会社 | セルフレームおよびフロー電池 |
| JP2017134919A (ja) * | 2016-01-25 | 2017-08-03 | 京セラ株式会社 | セルフレームおよびフロー電池 |
Family Cites Families (27)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3489614A (en) * | 1964-09-28 | 1970-01-13 | Allis Chalmers Mfg Co | Gas distribution means for electrochemical cells |
| US3530005A (en) * | 1968-06-21 | 1970-09-22 | Allis Chalmers Mfg Co | Compact electrochemical cell |
| GB1284802A (en) * | 1969-03-01 | 1972-08-09 | Toyota Chuo Kenkyusho Kk | Electrolyte circulating battery |
| DE1938044C3 (de) * | 1969-07-26 | 1979-03-01 | Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen | Bauteil für Brennstoffelemente und mittels dieses Bauteils hergestellte |
| FR2081071A1 (fr) * | 1970-03-02 | 1971-12-03 | Alsthom | |
| US3716414A (en) * | 1970-08-12 | 1973-02-13 | Catalytic Technology Corp | 100-watt fuel cell |
| FR2125159B1 (fr) * | 1971-02-15 | 1973-11-30 | Alsthom Cgee | |
| JPS4914939A (fr) * | 1972-03-28 | 1974-02-08 | ||
| FR2259447B1 (fr) * | 1974-01-25 | 1976-11-26 | Alsthom Cgee | |
| FR2300426A1 (fr) * | 1975-02-06 | 1976-09-03 | Alsthom Cgee | Pile a combustible du type a alimentations croisees et de structure filtre-presse cylindrique |
| FR2309047A1 (fr) * | 1975-04-24 | 1976-11-19 | Alsthom Cgee | Nouvelle structure de pile a combustible |
| US4124478A (en) * | 1977-02-07 | 1978-11-07 | Tsien Hsue C | Thin sheet apparatus and a fluid flow device |
| JPS5855572Y2 (ja) * | 1978-05-02 | 1983-12-20 | 富士電機株式会社 | 燃料電池セル枠 |
| US4214969A (en) * | 1979-01-02 | 1980-07-29 | General Electric Company | Low cost bipolar current collector-separator for electrochemical cells |
| US4210512A (en) * | 1979-01-08 | 1980-07-01 | General Electric Company | Electrolysis cell with controlled anolyte flow distribution |
| JPS5596570A (en) * | 1979-01-17 | 1980-07-22 | Hitachi Ltd | Layered structural fuel cell |
| US4233146A (en) * | 1979-03-09 | 1980-11-11 | Allied Chemical Corporation | Cell flow distributors |
| FR2468219A1 (fr) * | 1979-10-18 | 1981-04-30 | Alsthom Cgee | Procede de realisation en continu par technique papetiere de bandes minces poreuses et produits obtenus, notamment electrodes pour piles a combustible |
| FR2468220A1 (fr) * | 1979-10-18 | 1981-04-30 | Alsthom Cgee | Electrode pour generateur electrochimique |
| FR2468218A1 (fr) * | 1979-10-18 | 1981-04-30 | Alsthom Cgee | Procede de fabrication par calandrage de bandes minces poreuses et produits obtenus, notamment electrodes pour piles a combustible |
| US4371433A (en) * | 1980-10-14 | 1983-02-01 | General Electric Company | Apparatus for reduction of shunt current in bipolar electrochemical cell assemblies |
| FR2499774A1 (fr) * | 1981-02-12 | 1982-08-13 | Inst Francais Du Petrole | Bloc de pile a combustible constitue d'un empilement d'elements creux portant des electrodes |
| DE3321984A1 (de) * | 1982-06-23 | 1983-12-29 | General Electric Co., Schenectady, N.Y. | Brennstoffzellenbatterie mit verbesserter membrankuehlung |
| US4543303A (en) * | 1982-07-09 | 1985-09-24 | United Technologies Corporation | Fuel cell battery with in cell oxidant-product liquid separators |
| JPS5927461A (ja) * | 1982-08-09 | 1984-02-13 | Meidensha Electric Mfg Co Ltd | 電解液循環型電池の枠付電極 |
| GB2128013A (en) * | 1982-09-30 | 1984-04-18 | United Technologies Corp | Leaking manifold seal |
| JPS5961479U (ja) * | 1982-10-15 | 1984-04-21 | 三洋電機株式会社 | 積層燃料電池 |
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