CN118231693A - 用于电化学***的隔板,隔板具有支承凸边 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于电化学***的隔板和包括两个这种用于电化学***的隔板的双极板。本发明还涉及一种电化学***,该电化学***包括至少两个隔板或一个双极板。电化学***可以是燃料电池单体***、电化学压缩机、氧化还原液流电池,或者电解器。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于电化学***的隔板和包括两个这种用于电化学***的隔板的双极板。本发明还涉及一种电化学***,该电化学***包括至少两个隔板或一个双极板。电化学***可以是燃料电池单体***、电化学压缩机、氧化还原液流电池,或者电解器。
背景技术
已知的电化学***通常包括成堆叠的电化学电池单体,这些电池单体被双极板彼此隔开。尺寸稳定并且结构坚固的端板通常布置在堆叠的两端处。例如,这样的双极板可以用于间接地电接触单个电化学电池单体(例如燃料电池单体)的电极和/或电连接相邻的电池单体(电池单体串联)。双极板通常由结合在一起的两个单独的板形成,这些板在下文中称为隔板。双极板的隔板可以以材料连结的方式结合在一起,例如通过一个或多个焊接接头,特别是通过一个或多个激光焊接接头而结合在一起。虽然在燃料电池单体***中几乎总是使用由两个隔板组成的双极板,但在所述的其他电化学***中,可以使用双层双极板和单层隔板两者来代替双极板。
电化学电池单体通常还包括在每种情况下的一个或多个膜电极组件(MEA)。除了实际的膜和催化剂层和电极之外,MEA可以各自具有一个或多个气体扩散层(GDL),这些气体扩散层通常定向成朝向双极板并且形成为例如金属或碳料毡。每个膜电极组件还包括加强边界/框架,它环绕实际的膜。
双极板或单个隔板可以各自具有或形成这样设计的结构,即,这些结构设计成例如对由相邻的双极板界定的电化学电池单体供应一种或多种反应介质,和/或将反应产物从其中输送离开。该介质可以是燃料(例如氢或甲醇)或反应气体(例如空气或氧气)。双极板或隔板还可以具有这样的结构,即,该结构用于引导冷却介质通过双极板,特别是通过由双层双极板的两个隔板封围成的腔体。双极板可以附加地设计成在电化学电池单体中传递在电能或化学能的转换期间产生的废热,并且将不同的介质通道和/或冷却通道彼此密封和/或与外部密封。反应介质、反应产物和新鲜或加热的冷却介质可成组地一起归为术语“介质”。
此外,双极板或单独的隔板通常各自具有多个贯通开口。通过这些贯通开口,可以在堆叠方向上引导介质朝向由堆叠的相邻隔板界定的电化学电池单体或者进入到由双极板的隔板形成的腔体中,或者可以引导介质出离电池单体或出离腔体。此外,隔板还可以具有这样的通道结构,即,通道结构用于对电化学电池单体的活性区供应一种或多种介质和/或用于将介质从活性区输送出去。为此,特别是对于每种介质,至少两个贯通开口——至少一个入口开口和至少一个出口开口——可以经由分配区域、流动区域和收集区域彼此流体连接。流动区域有利地位于电池单体的电化学活性区域的对面。分配区域、流动区域和收集区域可以各自具有于引导介质的通道结构。
双极板与膜电极组件之间或隔板与膜电极组件之间的密封通常借助于布置在电化学活性区域的外部的密封元件来实现,并且通常包括至少一个围绕贯通开口布置的端口密封件,以及外部密封件(外周密封元件),其中,密封元件可以设计成密封凸边。
为了使密封元件无论在何种运行状态(respectively prevailing operatingstate)中都能够实现持续优秀的密封效果,期望的,特别地是密封元件在至少在规定的公差范围内是可弹性变形的,即可逆变形的。然而,如果密封元件变形超越公差范围,则可能会发生密封元件的塑性变形,即不可逆转的变形。这可能导致密封元件无法再能够满足它们的密封作用。这会显著降低***的效率,或者甚至使得完全无法维持该***的运行。如果该***与例如氢气的高易燃介质一起运行,或者如果此类介质在运行期间产生,则对密封元件的损坏甚至会带来重大的安全风险。双极板或隔板的密封元件的不可逆变形的原因可能是,例如,突然作用在板堆叠上的巨大机械力,如在车辆意外时可能发生的情形。特别地,如果双极板是水平安装的,即具有竖直的叠放方向,则当行驶在极为不平整的地形上时,以及在大坑或类似情况下,在板堆叠上也可能会产生过大的机械力。然而,即使在板堆叠安装之前,也可能突然发生显著的机械力,例如在将堆叠运输到其安装地期间发生意外的情形下。
当这种电化学电池单体受到力的撞击时,例如由于碰撞所致,密封元件可能有时受到显著的变形。由于部件的惯性和其中引导的介质,特别是冷却剂的惯性,在碰撞期间,在双极板或隔板的密封元件上在撞击方向上会发生过大的力。这种力可能导致密封元件的永久变形。在实际碰撞期间,力特别强烈地作用在隔板的密封元件上,这些密封元件定位在离施力点近距离处,并且因此布置成更靠近被称为第一端板的端板。随着隔板的距离增加,在碰撞期间作用在密封元件上的力减小。随着堆叠随后的“反弹”,作为撞击到第二块端板的结果,在远离撞击一侧的未负载隔板的密封元件被突然压缩,在此的力随着隔板与撞击位置的距离增加而更大。这两种现象相当于冲击波,这两种现象可能导致作为整体的堆叠的密封的丧失,并且可能因此使其无法使用。
因此有利的是为电化学***或其隔板提供支承或保护机构,该支承或保护机构在最大程度上保护密封元件抵抗不可逆的塑性变形,甚至在巨大机械力的作用下。
一种已知的解决方案提供的是将电化学***封围在具有高强度和优秀机械稳定性的保护容器中。然而,在冲击的情形下,可能会发生脉冲传递,该脉冲传递如此巨烈以至于其无法由保护容器吸收和/或消除;其因此以基本未衰减的形式传输到板堆叠。此外,这种保护容器通常与额外的成本、重量、安装空间要求和材料支出相关联,这通常是不期望的,特别是在移动应用中。
其他已知的解决方案提供电子开关机构,但这些机构仅仅中断介质的流动,并且不提供任何抵抗机械破坏的保护。
因此,期望能产生可以承受最大可能的机械负载的组件,并且因此确保最安全可能的运行。与已知的解决方案相比,所寻求的安装空间需求和组件的重量应当尽可能少地增加或几乎不增加。
WO2019/076813A1提出了用于吸收冲击能量的垫状冲击吸收件,该吸收件应用于双极板的边界区域中,例如通过放置或塞入其上或者粘接至其。这些冲击吸收件的应用因此与附加的努力相关联,并且通常与至少一个附加的制造步骤相关联。这同样适用于通过印刷或呈薄膜形式施加的压力吸收件,诸如US2020/0388858中公开的那些压力吸收件。期望的是可以简化隔板的生产。
发明内容
本发明的目地因此是开发一种更坚固的隔板,或者一种包括至少一个隔板的双极板或电化学电池单体,其至少部分地解决上述问题。
这一目的通过独立权利要求的主题实现。
根据第一方面,提供了一种用于电化学***的隔板,该隔板具有隔板平面。该隔板包括:
-密封凸边,密封凸边用于将隔板的区域密封,该密封凸边至少在部分中具有带有至少两个波浪周期的波浪形走向,以及
-支承凸边,支承凸边用于支承密封凸边,特别是在碰撞情况下或在撞击情形下。
支承凸边与密封凸边间隔开,并且沿着密封凸边的波浪形走向延伸。支承凸边具有周期性变化、非零的宽度,带有至少两个周期,支承凸边的宽度垂直于支承凸边的延伸方向来测量,并且从支承凸边的第一外凸边脚部到第二外凸边脚部来测量。
上述影响还应当包括涉及以下项的情况,处理(安装前)期间的撞击、通常的外力的施加以及通常的“不当”加速。
与直线地延伸的密封凸边相比,波浪形密封凸边能够实现更大的刚度,特别是甚至在密封凸边的相对较长走向上,即特别是在外周凸边的情况下。然而,在端口凸边的情况下也是,更高的力水平借助于波浪形密封凸边来实现。密封凸边和支承凸边的相邻但间隔开的走向导致这样两个元件,其用于承载相邻的部件,特别是MEA或其加强边界。在运行状况下压缩时,密封凸边通常压缩到这样的程度:其具有大致对应于支承凸边的非压缩或最小压缩高度的高度。结果,密封凸边在正常运行状况下会弹性屈服并且吸收由堆叠的夹持引起的几乎所有力,而支承凸边只受到少量的力。支承凸边的宽度周期能够使得支承凸边的刚度以针对性地方法构造,这对密封垫圈和支承凸边之间的力分配有显著影响,并且因此对该两个元件在更强的压缩下的进一步变形有显著影响,例如在撞击的情形下发生的更强的压缩。与带有恒定宽度的线性地延伸的支承凸边相比,宽度有周期性变化并且占用相当大小空间的支承凸边可用于提供更好的支承,并且因此用于在过度压缩的情形下更有效地吸收压缩能量。与仅由间隔开的小块组成的支承元件相比,实现更均匀并且改善的支承效果,即更高的受力水平。更大的力可以因此在发生塑性变形之前吸收。
可选地,支承凸边包括从所述凸边脚部起始的两个凸边侧翼和在支承凸边的凸边侧翼之间延伸的凸边顶部。特别是在隔板的非压缩状态下,凸边顶部在第一部分中相对于隔板平面可以是基本平面或凸形的,并且在第二部分中相对于隔板平面可以具有至少一个拱形部(表面弯曲部或拱顶),所述拱形部被构造成凸边顶部中的凹陷。这种拱形部能够实现支承凸边的刚度的进一步调节,而不会占用额外的安装空间。在一种变体中,至少一个这样的拱形部在其凹形侧上可以有具不可压缩的弹性体基填充物;在其他变体中,所有的拱形部都没有这样的填充物,但是它们仍然可以以与隔板的其余表面相同的方式进行涂覆。
可选地,支承凸边的宽度可在最小宽度和最大宽度之间变化,拱形部布置在支承凸边的最大宽度的区域中和/或凸边顶部在最小宽度的区域中相对于隔板平面是平面或凸形的。结果,支承凸边的刚度可以一致,或者以针对性的方法构造。
可以提供的是,该拱形部相对于隔板平面最多延伸在这样的区域中,该区域被支承凸边的波浪形走向的周期性变化的宽度的单个周期所跨过。举例来说,拱形部可以在支承凸边的周期长度的10%到80%之间的长度上延伸。通常地,在每个周期长度有一个拱形部的情况下,拱形部的长度将在周期长度的15%到65%之间,其中这个拱形部特别是居中地在最大宽度的区域中延伸。
在某些实施例中,凸边顶部具有相对于隔板平面的至少两个拱形部,特别是宽度的每个周期至少两个拱形部,所述拱形部具有不同的凸压深度和/或不同的尺寸和/或不同的几何形状。这样就可以以特别针对性地方法来调节支承凸边的刚度,特别是关于施加不同程度的力。
可以提供的是,至少在隔板的非压缩状态下,拱形部至少有一部分与隔板平面间隔开,和/或在隔板的压缩状态下,拱形部至少有一部分置于隔板平面中。可以提供的是,拱形部具有中心区域,其中至少在隔板的非压缩状态下,该中心区域至少有一部分与隔板平面间隔开,和/或在隔板的压缩状态下,该中心区域置于隔板平面中。在非压缩状态下,拱形部,特别是其中心区域,通常具有小于支承凸边即特别是凸边侧翼的高度。在非压缩状态下,中心区域的高度可以是支承凸边的高度的例如在60%至95%之间,特别是在80%至92%之间。举例来说,可以的是只有当密封凸边压缩得超过正常运行状况下的压缩时,这已经导致对支承凸边的增大施加的力并且因此支承凸边的变形,才会使拱形部承载,并且当施加进一步外力时将可能发生变形。在其他高度梯度的情况下,特别是如果有具有不同高度的至少两个拱形部,具有较高高度的拱形部,在此称为第一拱形部,在正常运行状况下可能已经承载,而在较大的压缩下,第一拱形部可能于是被压缩,并且在较强的压缩下,具有较小高度的拱形部,在此称为第二拱形部,可能最终也会承载并且可选地可能也会被压缩。
支承凸边的第一凸边侧翼可以面朝密封凸边,并且可以具有周期性和/或波浪形走向。
支承凸边的第二凸边侧翼可以背离密封凸边,并且可以具有周期性和/或波浪形走向或者直线走向。特别地,可以的是,支承凸边的两个凸边侧翼具有周期性和/或波浪形走向,它们彼此偏离180°,其中,波幅在每种情况下在凸边顶部和相关凸边侧翼之间的边界线处测量,该波幅在第二凸边侧翼一侧上可能低于在第一凸边侧翼一侧上。
密封凸边的波周期和支承凸边的宽度周期通常具有相同的周期长度和/或相同的相位和/或移离基本180°的相位。密封凸边的凸边侧翼可以彼此同相位地延伸,而支承凸边的凸边侧翼可以彼此相位移离180°地延伸。结果,可以的是,支承凸边的一个凸边侧翼与密封凸边的凸边侧翼同相位地延伸,并且支承凸边的另一个凸边侧翼相对于密封凸边的凸边侧翼相位移离180°地延伸。特别地,较佳地是支承凸边的面朝密封凸边的凸边侧翼与密封凸边的凸边侧翼同相位地延伸。这能够实现特别有效的安装空间使用,还可以有利于提高支承凸边针对密封凸边的支承效果。
可以提供的是,支承凸边的凹形区域面朝密封凸边的凸形区域,和/或支承凸边的凸形区域面朝密封凸边的凹形区域。这特别适用的是,支承凸边的面朝密封凸边的凸边侧翼与密封凸边的凸边侧翼同相位。
隔板通常是金属层。在这种情况下,密封凸边和支承凸边通常在该金属层中整体地形成,支承凸边的垂直于隔板平面测量的最大凸压高度至少在隔板的非压缩状态下小于密封凸边的最大凸压高度。如果存在拱形部,则在非压缩状态下,最好应用以下项:密封凸边的高度>支承凸边的高度>拱形部的高度。在此的非压缩状态要特别理解为这样的状态,在该状态中,隔板(尚)未安装在电池单体堆叠中,或者与电池单体和/或MEA和GDL堆叠在一起以形成电池单体堆叠,但该堆叠尚未压缩。这些高度比率应用于单层隔板和作为双极板一部分的隔板两者,该双极板特别是由两个隔板组成。
通常,在隔板的压缩状态下,支承凸边伸出隔板平面的程度与密封凸边相同。这可以应用于正常运行状态和具有较高压缩量的状态两者,至少在两个元件都没有由于例如撞击的原因发生不期望的不可逆转的变形的情况下。
例如,支承凸边可以在凸边侧翼之间具有(虚拟)中心线,该中心线至少沿着密封凸边的至少两个波浪周期直线地延伸。
密封凸边和支承凸边的主要的延伸方向可以彼此平行延伸。此外,支承凸边的主要的延伸方向可以基本平行于隔板的边缘延伸。
在另一种变体中,支承凸边的宽度周期分配给密封凸边的波浪形走向的每个周期。
密封凸边通常构造成端口凸边,用于将形成于隔板中的贯通开口密封,或者构造成外周凸边,用于将隔板的流场密封。
密封凸边的波浪形走向可以具有至少3个周期,较佳地至少10个周期,特别是至少20个周期。后两个数字特别与外周凸边有关。支承凸边的周期性变化的宽度也可以具有至少3个周期,较佳地至少10个周期,特别是至少20个周期。
可以提供的是,支承凸边布置在密封凸边和隔板的边缘之间,特别是隔板的界定外周的外边缘或者界定形成于隔板中的贯通开口的内边缘,和/或两个密封凸边之间。
举例来说,支承凸边布置在隔板的角部区域或边界区域中。举例来说,在电化学***的运行期间,支承凸边布置在不引导流体的区域中。然而,在燃料电池单体***中,支承凸边也可以布置在引导冷却剂的区域中。
根据本说明书的另一方面,提供了一种双极板。双极板至少包括一个,较佳地两个上述类型的隔板。在双层双极板中,隔板彼此连接并且布置成使得隔板的底侧面朝彼此,并且两个隔板的密封凸边和支承凸边指向成它们的凸边顶部彼此远离。
在一个实施例中,两个隔板借助于至少一个焊接接头彼此连接。焊接接头可以在支承凸边和密封凸边之间延伸,特别是在支承凸边和密封凸边之间居中。较佳地,密封接头,即特别是连续焊接接头或由多个焊接部组成的不间断焊接接头,布置在支承凸边和密封凸边之间。
隔板通常是借助于焊接接头在支承凸边的两侧上至少有一部分彼此连接。特别地,可以有利的是,除了在支承凸边和密封凸边之间的密封接头外,短焊接线或焊接点布置在支承凸边的另一侧上,特别是在其凹形区域中,或者布置成相对于所述区域的横向偏离,这些焊接线或焊接点防止不期望的变形,例如双极板在压缩时的边界变形。
根据本说明书的另一方面,提出了一种电化学***。电化学***包括多个上述类型的隔板和/或多个上述类型的双极板。隔板和/或双极板以垂直于隔板平面的方式堆叠。取决于应用,电化学电池单体布置在单层隔板之间(例如在电解器的情况下)或双层双极板之间(例如在燃料电池单体的情况下)。电化学电池单体和隔板或双极板堆叠成垂直于隔板平面的堆叠,并且在端板之间被压在一起,可选地具有***的额外部件。
电化学***和双极板的优点和有利实施例极大程度上对应于针对隔板描述的优点和有利实施例。
附图说明
附图中示出了隔板、双极板和电化学***的示例性实施例,并且将根据以下描述进行更详细的解释。在附图中:
图1以立体图示意性地示出了一种电化学***,该电化学***包括布置成堆叠的多个隔板或双极板;
图2以立体图示意性地示出了根据图1的***的两个双极板,每个双极板由两个隔板组成,其中膜电极组件(MEA)布置在双极板之间;
图3A、3B在两个子图中示意性地示出了本发明的第一变型中的隔板或双极板的一部分的平面图以及沿剖面线C-C的剖面图;
图4以斜视图示出了图3A中隔板在支承凸边的区域中的部分;
图5A至5E在五个子图中示出了在四种压缩状态下,隔板沿图3A中的剖面线A-A和B-B的示意剖面图;
图6示出了图5的支承凸边的力-位移特性曲线;
图7示意性地示出了呈进一步变型的隔板的平面图;
图8示意性地示出了呈进一步变型的由两个隔板组成的双极板的平面图;
图9示意性地示出了呈进一步变型的由两个隔板组成的双极板的平面图;
图10示意性地示出了呈进一步变型的由两个隔板组成的双极板的平面图;以及
图11A至11D以四个子图示出了隔板的平面图,具有支承凸边和密封凸边的可能的走向。
在此以及在下文中,在不同附图中重复出现的特征在每种情况下由相同或相似的附图标记表示。为清晰起见,有时省略附图中的重复的附图标记。
具体实施方式
图1示出了包括多个结构相同的金属双极板2的电化学***1,这些金属双极板布置成堆叠6并且沿着z方向7堆叠。堆叠6的双极板2夹在两个端板3、4之间。例如,可以借助于带子50或拉杆或张紧板(在此未示出)进行夹持。带子的闭合机构可以布置在端板3上,并且在示出的视图中不可见。z方向7也称为堆叠方向。在本示例中,***1是燃料电池单体堆叠。该堆叠的每两个相邻的双极板2因此界定电化学电池单体,该电化学电池单体例如用于将化学能转化为电能。为了形成***1的电化学电池单体,将膜电极组件(MEA)10在每种情况下都布置在该堆叠的相邻的双极板2之间(例如参见图2)。每个MEA 10通常包含至少一个膜,例如电解质膜。MEA 10通常还包括框架状的加强层,加强层将电解质膜框起来并且在与实际电解质膜重叠的区域中加强它。加强层通常是电绝缘的,并且防止在电化学***1的运行期间发生短路。
在替代实施例中,***1还可设计为电解器、电化学压缩机或氧化还原液流电池。隔板也可以用在这些电化学***中。于是,这些隔板的结构可以对应于此处详细说明的双极板2的隔板2a、2b的结构,但在电解器、电化学压缩机或氧化还原液流电池的情况下,被引导在隔板上和/或被引导通过隔板的介质可以在每种情况下都不同于用于燃料电池单体***的介质,并且可选地,仅一个隔板—即不是由两个隔板组成的双极板—安装在定位最靠近彼此的两个膜之间。
z轴7以及x轴8和y轴9一起构成右手笛卡尔坐标系。双极板2各自限定板平面,隔板的每个板平面都定向成平行于x-y平面,并且因此垂直于堆叠方向或z轴7。端板4通常具有多个介质端口5,经由介质端口可以将介质供应到***1,并且经由介质端口可以将介质从***1排放。可以供应到***1和从***1排放的所述介质可以包括例如诸如分子氢或甲醇的燃料、诸如空气或氧气的反应气体、诸如水蒸气或贫化的燃料的反应产物、或诸如水和/或乙二醇的冷却剂。
如图2中所示的常规双极板2和如从图3中开始所示的根据本发明的隔板或由其组成的双极板都可以用于图1中所示的电化学***中。
图2以立体图示出了与图1的***1相同类型的电化学***的现有技术中已知的两个相邻的双极板2、2',以及布置在这些相邻的双极板2之间并且同样从现有技术已知的膜电极组件(MEA)10,图2中的MEA 10在很大程度上被面向观察者的双极板2遮挡。双极板2由以材料连结方式结合在一起的两个隔板2a、2b形成,在图2中只有其中面向观察者的第一隔板2a可见,所述第一隔板遮挡第二隔板2b。隔板2a、2b可以各自由金属片材制造,例如由可选地(预)涂覆的不锈钢片材制造。隔板2a和2b例如可以沿它们的外边缘彼此焊接,例如通过激光焊接接头来焊接。
隔板2a、2b通常具有贯通开口,这些贯通开口彼此对齐并且形成双极板2的贯通开口11a-11c。当多个与双极板2同样类型的双极板堆叠时,贯通开口11a-11c形成沿着堆叠方向7延伸穿过堆叠6的管线(参见图1)。通常,由贯通开口11a-11c形成的管线中每一条管线都流体连接到***1的端板4中的介质端口5之一。例如,冷却剂可以经由由贯通开口11a形成的管线引入到堆叠6中,而冷却剂经由其它贯通开口11a从该堆叠6排放。相反,由贯通开口11b、11c形成的管线可以设计成对***1的燃料电池单体堆叠6的电化学电池单体供应燃料和反应气体,并且从该堆叠6中排出反应产物。介质引导用的贯通开口11a-11c基本上平行于板平面。
为了使贯通开口11a-11c相对于堆叠6的内部和相对于周围环境密封,第一隔板2a各自具有呈密封凸边12a-12c形式的密封布置,这些密封凸边在每种情况下都布置成围绕贯通开口11a-11c并且在每种情况下都完全环绕贯通开口11a-11c。在双极板2背离图2的观察者的后侧上,第二隔板2b具有用于将贯通开口11a-11c(未示出)密封的对应端口凸边。在横截面中,端口凸边12a-12c的每个密封凸边可以具有至少一个凸边顶部和两个凸边侧翼,但是在这些元件之间不需要是基本上成角度布置的;也可以提供弯曲的过渡部,即横截面呈弧形的凸边或者具有凸形顶部的凸边也是可能的。
相邻于MEA的电化学活性区18,第一隔板2a在其面向图2的观察者的前侧上具有流场17,该流场17具有用于沿着隔板2a的外侧(或者也称前侧)引导反应介质的第一结构14。在图2中,这些第一结构14由多个腹板(web)和在这些腹板之间延伸并且由腹板界定的通道来限定。在双极板2朝向图2的观察者的前侧上,第一隔板2a另外具有分配和收集区域19。分配和收集区域19包括用于沿隔板2a的外侧(或者也称前侧)引导反应介质的第二结构16,这些第二结构设计成在流场17上并且因此在活性区18上分配从两个贯通开口11b中的第一个引入的去至相邻分配区域19中的介质,并且经由收集区域19来收集或汇集从流场17流向贯通开口11b中的第二个贯通开口的介质。在图2中,第二结构16,即分配和收集区域19的结构,同样由腹板和在腹板之间延伸并且由腹板界定的通道来限定。
端口凸边12a-12c由输送通道13a-13c穿过,在每种情况下输送通道13a-13c都整体地形成于所有隔板2a、2b中,并且其中位于上隔板2a下侧和下隔板2b上侧两处的输送通道13a在贯通开口11a与分配区域19之间形成连接部。举例来说,输送通道13a能够使冷却剂在贯通开口11a与分配和收集区域19之间穿过,使冷却剂进入隔板2a、2b之间的分配和收集区域19,并且从那里被引导出来。
上隔板2a中的输送通道13b和下隔板2b中的输送通道13c,与连接所有输送通道13b和13c的连接通道15的侧翼中的开孔15'一起,在贯通开口11b或11c与分别相邻的分配或收集区域19之间建立对应的连接。因此,输送通道13b能够使氢气在贯通开口12b与上隔板2a的上侧的相邻分配或收集区域之间穿过。这些输送通道13b邻接开孔15'——此处在连接通道15的侧翼中——这些开孔面朝分配或收集区域并且与板平面成一定角度地延伸,氢气可以通过这些开孔流动。输送通道13c,和连接通道15的侧翼中的开孔15'一起,能够使例如空气在贯通开口12c与双极板2的后侧上的分配或收集区域之间穿过,使空气进入下隔板2b的底侧的分配或收集区域,并且从那里被引导出来(图2中不可见)。输送通道和开孔的可能的进一步实施例在例如上述文件DE202022101861、DE202015104972、DE202015104973和DE10248531A1中公开。
第一隔板2a各自还具有呈外周凸边12d形式的额外的密封布置,该外周凸边围绕活性区域18的流场17延伸并且还围绕分配或收集区域19和贯通开口11b、11c延伸,并且使这些相对于***1周围的环境密封,并且与端口凸边12a一起,相对于贯通开口11a即相对于冷却剂回路将这些密封。第二隔板2b各自包括对应的外周凸边12d。流动区域17的结构、分配或收集区域19的分配或收集结构,以及密封凸边12a-12d各自被形成为与隔板2a成一件,并且例如以凸压工艺、液压成形工艺或深拉(deep drawing)工艺而整体地形成在隔板2a中。这同样适用于第二隔板2b的对应的流场、分配结构和密封凸边。
虽然端口凸边12a-12c具有基本圆钝形的走向,然而这主要取决于相关的贯通开口11a-11c的形状,外周凸边12d具有形状不同的不同部分。例如,外周凸边12d的走向可包括至少两个波浪形部分,并且端口凸边12a-12c也可以至少部分地以波浪形方式延伸。
如上所述,本发明被设计成在碰撞的情形下保护压缩成堆叠的隔板,并且特别是其密封凸边12a-12d,不发生永久形变。为此目的,提供附加的结构—即支承凸边—其可以吸收冲击能量。在随后的图3-11中,密封凸边示出为具有平坦的凸边顶部,但这不是必须的,即密封凸边可以具有横截面呈弧形的凸边顶部,如DE102009012730A1中所示的现有技术和相应的上隔板。
图3A示出了用于如图1中所示的电化学***1的隔板2a的部分的平面图,该隔板形成双极板2面向观察者的层。如图2中,提供了三个用于介质的贯通开口11a-11c,这些贯通开口可经由输送通道13a-13c流体连接到分配或收集区域19,而分配或收集区域又流体连接到定位成与MEA(未示出)的活性区域相对的流场17。贯通开口11a-11c各自单独地借助于端口凸边12a-12c与外部密封,并且借助于外周凸边12d与分配和收集区域19以及流场17一起密封。图3A的隔板2a与图2的隔板不同在于,一方面在于贯通开口11a-11c的形状不同,在于外周凸边12d的改变的路线,该路线在此封围所有贯通开口11a-11c,以及在于分配或收集区域19的小块状第二结构16。然而,参考这些元件,根据本发明的隔板2a或双极板2也可以如图2中所示来设计。
另一方面,图3A的隔板2a与图2的隔板2a的不同之处在于附加的支承凸边20a、20b,它们仅在图3A中根据本发明的实施例中示出。
图3A的隔板2a因此具有用于将隔板的一个区域与外部密封的至少一个密封凸边12,特别是端口凸边12a-12c和外周凸边12d,隔板的一个区域即贯通开口11a-11c或隔板的整个区域。这些密封凸边中的每一个密封凸边在至少一部分中具有带有至少两个波浪周期的波浪形走向,每个波浪周期具有周期长度为PD,但是特别是在其角部区域中设计成没有这种波浪形结构。此外,图3A的隔板2a具有至少一个支承凸边20,特别是支承凸边20a、20b,特别是在碰撞情况下或其他某种撞击的情形下,至少一个支承凸边支承密封凸边12a-12d并且特别是保护它们免于过度变形。支承凸边20a和20b与密封凸边12a-12d间隔开,并且沿着相应的密封凸边的波浪形走向延伸。支承凸边20a、20b具有带有至少两个周期的周期性变化、非零的宽度BA,每个周期具有周期长度PA。在此,支承凸边20a的至少宽度周期的周期长度PA和密封凸边12d的周期长度PD基本相等。支承凸边的宽度BA垂直于支承凸边的延伸方向R来测量,并且从支承凸边20的第一外凸边脚部21到第二外凸边脚部27来测量。在此,“外凸边脚部”是指在隔板的支承凸边和密封凸边朝向该侧弯曲的一侧,在穿过支承凸边的横截面中,在该处金属片材离开平面并且过渡到半径中。
支承凸边20a和20b各自具有两个凸边侧翼23和24,它们从所述凸边脚部21和27向上升起,并且凸边顶部22在它们之间延伸,如图4清楚所示。图3A的支承凸边20b具有凸边顶部,该凸边顶部在凸边侧翼23、24之间以基本平面的方式延伸,支承凸边20a的凸边顶部22具有同样基本平面的第一部分,而相对于隔板平面E的至少一个拱形部30、30a、30b在第二部分中形成,所述拱形部构造成凸边顶部22中的凹陷。可以不是平面顶部22,支承凸边20a、20b也可以是在上述第一部分中的远离隔板平面E的微凸形曲线。与第一部分的凸形弯曲部相反,拱形部30、30a、30b可以理解为顶部22的凹陷部分。
在图3A中,相应的支承凸边20b在一方面布置在端口凸边12b和12a之间,并且在另一方面布置在端口凸边12a和12c之间。沿着图3A中的剖面线C-C的从贯通开口11b到贯通开口11a的剖面图在图3B中示出。由其清楚可见,支承凸边20b低于两个密封凸边12a和12c。图3B示出了彼此连接的两个隔板2a、2b并且它们的底侧面朝彼此,而两个隔板2a、2b的密封凸边12和支承凸边20指向成它们的凸边顶部22、121彼此远离。在此,两个隔板2a和2b借助于焊接接头41彼此连接,该焊接接头部分地在支承凸边20和密封凸边12之间延伸,更精确地,在支承凸边20和密封凸边12之间居中。焊接接头41至少部分地在支承凸边20的两侧上延伸。
如前所述,支承凸边的宽度BA在最小宽度和最大宽度之间变化。拱形部30较佳地布置在支承凸边的最大宽度区域中。另一方面,如果提供具有不同尺寸的拱形部30a、30b,如图3A中沿分配区域19和流场17延伸的支承凸边20a的部分所示,则就其去至隔板平面中的投影面积而言,最大和/或最高的拱形部30a较佳地布置在支承凸边的最大宽度的区域26中。相反,在支承凸边的最小宽度的区域25中,凸边顶部22较佳地是平面的,即形成为没有拱形部,或者最多是略微凸形曲线,如图4所示。图4以斜视图示出了支承凸边20的一部分。该部分对应于支承凸边的周期长度PA的一半;它从具有最大宽度Bmax的区域26延伸到具有最小宽度Bmin的区域25。一般较佳地,相对于隔板平面的拱形部最多延伸在由支承凸边20的波浪形走向的宽度周期性变化的单个周期跨过的区域上,即最多在一个周期长度PA上。此外,较佳地,支承凸边的凸边顶部具有相对于隔板平面的至少两个拱形部,特别是每个宽度周期至少两个拱形部。有利地,两个拱形部具有不同的凸压深度和/或不同的尺寸和/或不同的几何形状。在图4中,支承凸边20在每半个周期长度上具有一个完整的小拱形部30b——就其表面积和深度而言是小的——和半个大拱形部30a——就其表面积和深度而言是大的。对称地延伸,因此,每个整周期长度有两个小拱形部30b和一个大拱形部30a。
图5A-5E以五个子图示出了支承凸边20和密封凸边12的一部分的几何形状如何随着压缩增加而变化,该一部分相邻于该支承凸边并且与之间隔开地延伸。在每种情况下示出的是隔板2a,它构造成金属层并且置于隔板平面E上。在包括两个隔板2a和2b的双极板2中,示出的区域中的该隔板平面E对应于两个隔板2a和2b之间的镜面平面。子图5A-5E分别示出了沿图3A中的剖面线A-A和剖面线B-B的剖面图,以及沿图4的横截面朝向图4观察者的剖面图,以及其中也表示了沿剖面线B-B的剖面图。因此,在每种情况下都示出了穿过较大拱形部30a的剖面线,其在图4中以剖面图示出,和穿过较小拱形部30b的剖面线,其在图4中仅以斜视图示出。图5的剖视图因此示出了在每种情况下都有密封凸边12和支承凸边20,它们整体地形成于金属层中。为清楚起见,凸边脚部21、27和凸边侧翼23、24仅针对较大拱形部30a的剖面线已经提供有附图标记。同样,针对密封凸边也示出两个截面。与支承凸边相邻,首先示出的是在B-B截面中的密封凸边的上升侧翼,接着在右边示出的是在A-A截面中的密封凸边的上升侧翼,随后是在B-B截面中的密封凸边的下降侧翼,并且最后在最右边示出的是在A-A截面中密封凸边的下降侧翼。
图5A示出的是压缩前的状态:密封凸边12清楚地大于支承凸边20,并且MEA10——以下简称也称为MEA10——的加强边界松弛地置于密封凸边上。支承凸边20的高度无法桥接隔板平面E和MEA10之间的距离——以理想化形式示出。拱形部30a和30b以不同的高度和宽度彼此投射,并且在隔板2a和2b的这种非压缩状态下,与隔板平面E间隔开。在隔板2a的这种非压缩状态下,垂直于隔板平面E来测量的支承凸边20的最大凸压高度小于密封凸边12的最大凸压高度。此外,与部分30a的相对于隔板平面E的高度相比,部分30a的中心区域31包括较小的深度。图5B示出了在正常运行状况下的状态,即已经是第一压缩状态。密封凸边12和支承凸边20都以它们相应的顶部121、22承载抵靠MEA10,密封凸边12的脚部122、123并且还有凸边脚部21、27置于隔板平面E中或者直接与后者相邻,并且密封凸边12和支承凸边20的高度在每种情况下都是x1。在这个压缩状态下,该压缩状态对应于在通常运行状况,支承凸边20因此伸出隔板平面E,去至与密封凸边12相同的程度。相反,拱形部30a和30b与隔板平面E间隔开。这也是在图6的力-位移特性曲线的最右侧示出的压缩状态。密封凸边12弹性压缩至支承凸边20的高度,即它已经吸收了夹持板堆叠所产生的力,并且也可以从这个状态弹回夹持元件允许的程度。相反,支承凸边20尚未受到任何压缩或者仅受到轻微压缩,即与图5A相比,其尚未发生实质性变形。图5C示出了有稍大力作用在隔板2a上的状态。现在,密封凸边12和支承凸边20两者都压缩到高度x2。较大拱形部的最低区域,也称为中心区域31,已经到达隔板平面E,即也具有高度x2。这种状态对应于图6的力-位移特性曲线的右边的虚线。从x1到x2的压缩期间,支承凸边愈发增加的吸收力,但是也提供对进一步压缩的愈发增加的阻力,从图6中针对该区域的上升曲线可以看出这一点。在隔板2a进一步压缩到高度x3期间,即在图5D所示的状态下,密封凸边12、支承凸边20和第一拱形部30a都会受到压缩,即密封凸边12和支承凸边20受到进一步压缩。即使在此,第二拱形部30b也不会承载抵靠隔板平面E。在图6的力-位移曲线中的由虚线圆圈表示的扭结突出显示了第一拱形部30a也开始吸收力的点位,第一拱形部30a也开始吸收力有助于整体刚度。在进一步压缩到高度x4期间,第二拱形部也首先承载并且随后也被压缩,这在图6的力-位移特性曲线中示出为由虚线圆圈表示的扭结和力吸收的进一步增加。在隔板2a的这种强压缩状态下,拱形部30a和30b因此至少部分地置于隔板平面E中。相反,由于由支承凸边20和拱形部30a和30b所致的力吸收,密封凸边12仅吸收了例如撞击引起的力的一小部分。因此,尽管吸收了能量,密封凸边12、支承凸边20和拱形部30a和30b都在弹性压缩范围内,因此它们可以弹回到它们的原始状态,而没有任何显著的塑性变形。
图7示出了隔板2a相邻该隔板2a的侧边缘61的部分的平面图。延伸于侧边缘61和波浪形密封凸边12之间的是支承凸边20,在示出的整个区域内,其具有周期性变化,非零的宽度BA,并且与波浪形密封凸边的周期数量相同。支承凸边对于每个周期长度PA始终具有一个拱形部30。与图3中水平延伸的支承凸边相比,在此的拱形部30大得多;它们在大约1/3的周期长度上延伸并且具有的最大宽度对应于大约凸边顶部22的最大宽度的2/3。支承凸边20与其拱形部30一起相对于其主要延伸方向R是镜面对称的。尽管支承凸边20在其宽度周期方面不对应于正弦波,但其周期长度PA与密封凸边12的周期长度PD相等。支承凸边20的第一凸边侧翼23与密封凸边12的波形具有相同的相位,而其第二凸边侧翼24相对于密封凸边12具有移离180°的相位。结果,支承凸边20的凹形区域面朝密封凸边12的凸形区域,并且支承凸边20的凸形区域面朝密封凸边12的凹形区域。在图7的示例中,侧边缘61提供有凹槽69,该凹槽例如可以用于容纳夹持带子50,如图1所示。
图8示出了双极板2的隔板2a的部分的平面图,该部分再次相邻侧边缘61。在此的支承凸边20具有不对称性;宽度的变化在相邻第一凸边侧翼23的地方比相邻第二凸边侧翼24的地方更明显。这能够实现更好地使用安装空间。拱形部30a和30b与图4中的那些基本相当。双极板2的两个隔板借助于支承凸边20和密封凸边12之间的区域40中的连续焊接部41彼此密封连接。焊接部41以波浪形方式在密封凸边12和支承凸边20之间居中地延伸,具有与密封凸边12的侧翼和支承凸边20的第一侧翼23相同的周期长度和相同的相位。这样可以最小化支承凸边20和密封凸边12之间的必要间距。此外,双极板2的隔板借助于相邻侧边缘61和相邻第二凸边侧翼24的凹形区域的短焊接部分41'来连接。这样可以避免侧边缘61在较强的压缩下的任何弯曲,如图5D和5E对于没有这样的焊接部41'的隔板所示。如图7所示,密封凸边12的主要延伸方向RD和支承凸边20的主要延伸方向R彼此平行延伸,并且基本上也平行于隔板2a的相邻边缘61延伸。
图9示出了双极板2的另一个隔板2a的部分的平面图,该部分同样相邻侧边缘61。在此,支承凸边20是不对称的,因此只有第一凸边侧翼23具有波浪形走向,而第二凸边侧翼24直线地并且与侧边缘61平行地延伸。支承凸边20仍具有周期性变化、非零的宽度BA。由于空间原因,这种解决方案可能更受欢迎;它还能够实现两个隔板借助于焊接部41以节省空间的方式沿侧边缘61连续焊接。为了避免不期望的凸起在支承凸边20和密封凸边12之间在区域40中在强力压缩下出现,焊接部41'可以附加地设在该区域中。在此,以与图4和图8类似的方式,支承凸边20在每个周期长度上具有三个拱形部30a、30b,所述拱形部中的一些具有不同的几何形状。与之前一样,大拱形部30a基本上在支承凸边区域居中地形成,小拱形部30b朝向第二凸边侧翼24稍微移离。这些拱形部之间的区域33没有达到凸边顶部22的水平;相反,与凸边顶部22相比,该区域有所降低,但这个降低小于较小拱形部30b的降低。这些改变的几何形状能够实现对由密封凸边12、支承凸边20和拱形部30a和30b组成的有效单元的刚度的更有针对性的调节。作为由拱形部30a、30b和中间区域33组成的组合的替代,还可以例如带有倾斜底部的单个拱形部整体地形成在隔板中。
图10示出了双极板2的另一个隔板2a的部分的平面图,该部分再次相邻侧边缘61。该实施例类似于图8。然而,小拱形部30b现在不是圆形的,而是沿着主要延伸方向R的延伸量大于垂直于所述方向的延伸量。这样能够实现刚度的进一步调节。以与图8不同的方式,支承凸边20是镜面对称的。此外,支承凸边20的凸边侧翼23和24各自具有带有不同坡度的两个区域。如尚未公布的实用新型专利申请DE202022106505.5中所解释的那样,支承凸边的凸边侧翼的这种设计能够实现压缩性能的进一步精调。所述文件的内容作为参考完全纳入本说明书。
支承凸边20a和20b可共同地用在隔板中,如图3A所示。然而,也可以的是,在隔板2a或双极板2中仅使用例如带有拱形部的支承凸边的支承凸边20a,和/或例如没有拱形部的支承凸边的支承凸边20b。图11A至11D示出了隔板2a或双极板2中的支承凸边20的不同布置。在每种情况下,支承凸边20以与周向密封凸边12d间隔开的方式沿着周向密封凸边12d延伸,甚至在其主要延伸方向上主要平行于周向密封凸边12d延伸。密封凸边12d至少一部分地具有波浪形走向,并且有至少两个波浪周期。然而,波浪形走向在角部区域62中中断。外周凸边12d的波浪形走向沿着侧边缘61具有多于三个或多于十个的周期,并且在较长的侧上有甚至多于20个的周期和多于30个的波浪周期。虽然图11A中的支承凸边20构造成使得沿着整个侧边缘61的整个走向,支承凸边具有周期性变化的、非零的宽度,带有至少有两个周期,但是支承凸边也可以仅沿着侧边缘61的一部分延伸,如图11B至11D中的隔板2a或双极板2的示意平面图中所示。在图11A中,支承凸边的周期性变化的宽度在超过3个周期,超过10个周期,并且在长侧边缘上甚至超过20个周期上延伸。在所有四个实施例中,在密封凸边12d和支承凸边20之间的区域40中,隔板2a以基本平面方式延伸并且平行于与隔板平面E,并且没有凸压结构。
在图11B中,支承凸边布置在侧边缘61和密封凸边12d之间,侧边缘61界定隔板2a的外周缘,并且围绕周向的一部分延伸,特别是在角部区域62中延伸,并且在每种在情况下沿着隔板2a的侧边缘61的中部延伸。在图11C中,外边界区域60中的支承凸边20由许多短的部分以及在角部区域中延伸的较长部分组成。这些部分中的每一个都在至少两个周期性变化的宽度上延伸。相反,在图11D的实施例中,支承凸边20的走向基本限于角部区域62。
附图标记列表:
1 电化学***
2 双极板
2' 第二双极板
2a 隔板
2b 隔板
3 端板
4 端板
5 介质端口
6 堆叠
7 z方向
8 x方向
9 y方向
10 膜电极组件
11a-11c 贯通开口
12、12a-12d密封凸边
121 密封凸边的顶部
122 密封凸边的凸边脚部
123 密封凸边的凸边脚部
13a-13c 输送通道
14 第一结构
15 连接通道
15' 连接通道的侧翼中的开孔
16 第二结构
17 流场
18 活性区域
19 分配或收集区域
20、20a-20c支承凸边
21 支承凸边的第一凸边脚部
22 支承凸边的凸边顶部
23 支承凸边的第一凸边侧翼
24 支承凸边的第二凸边侧翼
25 支承凸边的具有最小宽度的区域
26 支承凸边的具有最大宽度的区域
27 支承凸边的第二凸边侧脚部
30 弯曲部
30a 第一弯曲部
30b、30b'第二弯曲部
31 弯曲部的中心区域
33 中间区域/过渡区域
40 支承凸边和密封凸边之间的区域
41 密封焊接接头
41' 非密封的,仅部分焊接接头
60 外边界区域
61 侧边缘
62 角部区域
69 凹槽
Bmax 支承凸边的最大宽度
Bmin 支承凸边的最小宽度
PD 密封凸边的周期长度
PA 支承凸边的周期长度
RD 密封凸边的主要延伸方向
R 支承凸边的主要延伸方向。
Claims (16)
1.一种隔板(2a、2b),用于电化学***(1),所述隔板具有隔板平面(E),包括:
-密封凸边(12),所述密封凸边用于将所述隔板的区域密封,所述密封凸边(12)至少在一些部分中具有带有至少两个波浪周期(PD)的波浪形走向,以及
-支承凸边(20、20a、20b),所述支承凸边用于支承所述密封凸边(12),特别是在碰撞情况下或在撞击情形下,
其中,所述支承凸边(20、20a、20b)与所述密封凸边(12)间隔开,并且沿着所述密封凸边(12)的所述波浪形走向延伸,
其中,所述支承凸边(20、20a、20b)具有带有至少两个周期(PA)的周期性变化、非零的宽度(BA),所述支承凸边的宽度垂直于所述支承凸边(20、20a、20b)的延伸方向(R)来测量,并且从所述支承凸边(20、20a、20b)的第一外凸边脚部(21)到第二外凸边脚部(27)来测量。
2.根据权利要求1所述的隔板(2a、2b),其特征在于,所述支承凸边(20、20a、20b)包括从所述凸边脚部(21、27)起始的两个凸边侧翼(23、24)和在所述支承凸边(20、20a、20b)的所述凸边侧翼(23、24)之间延伸的凸边顶部(22),所述凸边顶部(22)在第一部分中相对于所述隔板平面(E)是基本平面或凸形的,并且在第二部分中相对于所述隔板平面(E)具有至少一个拱形部(30、30a、30b),所述拱形部被构造成所述凸边顶部(22)中的凹陷。
3.根据权利要求2所述的隔板(2a、2b),其特征在于,所述支承凸边的宽度在最小宽度(Bmin)和最大宽度(Bmax)之间变化,所述拱形部(30、30a)布置在所述支承凸边(20、20a、20b)的所述最大宽度(Bmax)的区域中和/或所述凸边顶部(22)在所述最小宽度(Bmin)的区域中相对于所述隔板平面是平面或凸形的。
4.根据权利要求2-3中任一项所述的隔板(2a、2b),其特征在于,所述拱形部(30、30a、30b)相对于所述隔板平面最多延伸在这样的区域中,所述区域被所述支承凸边(20、20a、20b)的周期性变化的宽度的单个周期所跨越。
5.根据权利要求2-4中任一项所述的隔板(2a、2b),其特征在于,所述凸边顶部具有相对于所述隔板平面的至少两个拱形部(30、30a、30b),特别是每个宽度周期至少有两个所述拱形部(30、30a、30b),所述拱形部具有不同的凸压深度和/或不同的尺寸和/或不同的几何形状。
6.根据权利要求2-5中任一项所述的隔板(2a、2b),其特征在于,在所述隔板(2a、2b)的非压缩状态下,所述拱形部(30、30a、30b)至少有一部分与所述隔板平面间隔开,和/或在所述隔板(2a、2b)的压缩状态下,所述拱形部至少有一部分置于所述隔板平面中。
7.根据前述权利要求中任一项所述的隔板(2a、2b),其特征在于,所述密封凸边(12)的波形周期和所述支承凸边(20、20a、20b)的宽度周期具有相同的周期长度和/或相同的相位和/或相位移离基本180°。
8.根据前述权利要求中任一项所述的隔板(2a、2b),其特征在于,所述支承凸边(20、20a、20b)的凹形区域面朝所述密封凸边(12)的凸形区域,和/或所述支承凸边(20、20a、20b)的凸形区域面朝所述密封凸边(12)的凹形区域。
9.根据前述权利要求中任一项所述的隔板(2a、2b),其特征在于,所述隔板(2a,2b)为金属层,并且所述密封凸边(12)和所述支承凸边(20、20a、20b)整体形成于所述金属层中,所述支承凸边(20、20a、20b)的垂直于所述隔板平面来测量的最大凸压高度至少在所述隔板(2a、2b)的非压缩状态下小于所述密封凸边(12)的最大凸压高度。
10.根据前述权利要求中任一项所述的隔板(2a、2b),其特征在于,在所述隔板(2a、2b)的压缩状态下,所述支承凸边(20、20a、20b)伸出所述隔板平面的程度与所述密封凸边(12)相同。
11.根据前述权利要求中任一项所述的隔板(2a、2b),其特征在于,所述密封凸边(12)和所述支承凸边(20、20a、20b)的主要延伸方向(RD、R)彼此平行延伸,和/或其中所述支承凸边(20、20a、20b)的主要延伸方向(R)基本平行于所述隔板(2a、2b)的边缘(61)延伸。
12.根据前述权利要求中任一项所述的隔板(2a、2b),其特征在于,所述密封凸边(12)的波浪形走向具有至少3个周期,较佳地至少10个周期,特别是至少20个周期,和/或其中,所述支承凸边(20、20a、20b)的周期性变化的宽度具有至少3个周期,较佳地至少10个周期,特别是至少20个周期。
13.一种双极板(2),包括两个根据前述权利要求中任一项所述的隔板(2a、2b),两个所述隔板彼此连接并且布置成使得所述隔板的底侧面朝彼此,并且两个所述隔板(2a、2b)的所述密封凸边(12)和所述支承凸边(20、20a、22b)面向成所述密封凸边和所述支承凸边的凸边顶部(22、121)彼此远离。
14.根据前述权利要求的双极板(2),其特征在于,两个所述隔板(2a、2b)借助于至少一个焊接接头(41)彼此连接,所述焊接接头(41)在所述支承凸边(20、20a、20b)和所述密封凸边(12)之间延伸,特别是在所述支承凸边(20、20a、20b)和所述密封凸边(12)之间居中。
15.根据前述两项权利要求中任一项所述的双极板(2),其特征在于,所述隔板(2a、2b)借助于焊接接头(41)在所述支承凸边(20、20a、20b)的两侧上至少有一部分彼此连接。
16.一种电化学***,包括多个根据权利要求1-12中任一项所述的隔板(2a、2b)和/或者多个根据权利要求13-15中任一项所述的双极板(2),多个所述隔板(2a、2b)和/或多个所述双极板(2)垂直于所述隔板平面(E)堆叠成堆叠(6)。
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PB01 | Publication |