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Die Erfindung betrifft eine Bipolarplatte für eine Brennstoffzelle, eine Brennstoffzelle und ein Kraftfahrzeug.
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Brennstoffzellen nutzen die chemische Umsetzung eines Brennstoffs mit Sauerstoff zu Wasser, um elektrische Energie zu erzeugen. Hierfür enthalten Brennstoffzellen als Kernkomponente die sogenannte Membran-Elektroden-Anordnung (MEA für membrane electrode assembly), die ein Verbund aus einer protonenleitenden Membran und jeweils einer beidseitig an der Membran angeordneten Elektrode (Anode und Kathode) ist. Im Betrieb der Brennstoffzelle wird der Brennstoff, insbesondere Wasserstoff H2 oder ein wasserstoffhaltiges Gasgemisch, der Anode zugeführt, wo eine elektrochemische Oxidation unter Abgabe von Elektronen stattfindet (H2 – 2H+ + 2e–). Über die Membran, welche die Reaktionsräume gasdicht voneinander trennt und elektrisch isoliert, erfolgt ein (wassergebundener oder wasserfreier) Transport der Protonen H+ aus dem Anodenraum in den Kathodenraum. Die an der Anode bereitgestellten Elektronen werden über eine elektrische Leitung der Kathode zugeleitet. Der Kathode wird Sauerstoff oder ein sauerstoffhaltiges Gasgemisch zugeführt, sodass eine Reduktion des Sauerstoffs unter Aufnahme der Elektronen stattfindet (½O2 + 2e– → O2–). Gleichzeitig reagieren im Kathodenraum diese Sauerstoffanionen mit den über die Membran transportierten Protonen unter Bildung von Wasser (2H+ + O2– → H2O). Durch die direkte Umsetzung von chemischer in elektrische Energie erzielen Brennstoffzellen gegenüber anderen Elektrizitätsgeneratoren aufgrund der Umgehung des Carnot-Faktors einen verbesserten Wirkungsgrad. Die Kathodenreaktion stellt u. a. aufgrund der gegenüber von Wasserstoff geringeren Diffusionsgeschwindigkeit von Sauerstoff das geschwindigkeitslimitierende Glied der Brennstoffzellenreaktion dar.
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In der Regel wird die Brennstoffzelle durch eine Vielzahl im Stapel (stack) angeordneter Membran-Elektroden-Anordnungen gebildet, deren elektrische Leistungen sich addieren. Zwischen zwei Membran-Elektroden-Anordnungen eines Brennstoffzellenstapels ist jeweils eine Bipolarplatte angeordnet, die Kanäle zur Zuführung der Prozessgase zu der Anode beziehungsweise Kathode der benachbarten Membran-Elektroden-Anordnungen und Kühlkanäle zur Abführung von Wärme aufweist. Bipolarplatten bestehen aus einem elektrisch leitfähigen Material, um die elektrische Verbindung herzustellen. Sie weisen somit die dreifache Funktion der Prozessgasversorgung der Membran-Elektroden-Anordnungen, der Kühlung sowie der elektrischen Anbindung auf.
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Bipolarplatten haben verschiedene Bereiche, die in einer Hauptströmungsrichtung hintereinander angeordnet sind. Dies sind zunächst die Hauptkanäle oder Fluidports, über welche die Reaktanden und/oder das Kühlmittel zugeführt werden. Dann schließt sich ein Einströmbereich an, der zu einer Verteilstruktur überleitet. Die Verteilstruktur verteilt die Fluide, die dann einem Flussfeld zugeführt werden, wo die chemischen Reaktionen stattfinden.
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WO 2008024400 A1 offenbart eine metallische Bipolarplatte, die jedoch in der Verteilstruktur einen erheblichen Druckverlust aufweist. Obwohl das Flussfeld bereits einen hohen Druckabfall verzeichnet, ist hier die Verteilstruktur für etwa 80% des Druckabfalls der Bipolarplatte verantwortlich.
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DE10 2005 057 045 A1 offenbart eine Bipolarplatte, bei welcher die Bauhöhe des Einströmbereichs reduziert ist. Dies wird erreicht durch eine regelmäßige Anordnung von Stützstellen und gleichartigen Freiräumen.
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DE 101 63 631 A1 offenbart eine bipolare Platte für eine Brennstoffzelle mit einer Verteilerstruktur aus mehreren in benachbarten Reihen hintereinander angeordneten länglichen Stegen.
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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, den Druckverlust einer Bipolarplatte zu verringern.
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Diese Aufgabe wird durch eine Bipolarplatte gemäß Anspruch 1, Brennstoffzelle gemäß Anspruch 8 beziehungsweise ein Kraftfahrzeug gemäß Anspruch 10 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die erfindungsgemäße, für den Einsatz in Brennstoffzellen ausgelegte Bipolarplatte umfasst ein Gefüge aus zwei miteinander verfügten Platten. Dabei weist jede der zwei Platten im Querschnitt je eine periodische Struktur mit Ausnehmungen auf, wobei Vertiefungen der Ausnehmungen beider Platten einen Kühlmittelströmungsbereich bildend voneinander wegweisend angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen ausschließlich in einer in Hauptströmungsrichtung vor und/oder nach einem Flussfeld angeordneten Verteilerstruktur der Bipolarplatte ausgebildet sind und dass die Ausnehmungen der beiden Platten sich teilweise überschneiden, sodass ein eine Längs- und Querströmung erlaubender Kühlmittelströmungsbereich vorgesehen ist. Die Verteilerstruktur, die stromabwärts des Flussfeldes auch als Sammler bezeichnet werden kann, ist vorzugsweise direkt an oder neben dem Flussfeld angeordnet.
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Im Verteilbereich beziehungsweise in der Verteilerstruktur wird der Druckverlust durch die Verbesserung der hydraulischen Durchmesser der Strömungsquerschnitte deutlich reduziert. Das Längen- und Breitenverhältnis der ausgebildeten Kanalquerschnitte kann nun zum idealen Verhältnis von 1:1 tendieren. Die Gleichverteilung im Flussfeld wird signifikant verbessert, da nun das Flussfeld und nicht der Verteilbereich den größten Anteil am Druckverlust verursacht. Die Erfindung gewährleistet zudem eine Abstützung bzw. Einspannung der Membran-Elektroden-Anordnung mit der Bipolarplatte auch im Verteilbereich.
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Erfindungsgemäß werden somit Platten für den Aufbau der Bipolarplatte verwendet, die keine kanalartigen, durchgehenden Vertiefungen wie im Stand der Technik aufweisen, sondern sich teilweise überschneidende, periodische Strukturen mit Ausnehmungen. Dabei wird unter dem Begriff Ausnehmung eine Auswölbung oder Verprägung einer ansonsten ebenen Platte verstanden, die eine durchgehende umlaufende Kontur bezüglich des ebenen Untergrunds der Platte aufweist. Die Ausnehmungen erlauben neben der längs gerichteten Hauptströmung auch eine quer oder senkrecht dazu verlaufende Quer- oder Nebenströmung, was die Strömungseigenschaften weiter verbessert. Durch die Quer- und Längsströmung entsteht ein verbundenes Strömungsvolumen, wobei die Ausnehmungen oder Verprägungen den Druckverlust steuern beziehungsweise einstellen.
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Die Ausnehmungen sind vorzugsweise verrundete Kreuz- oder Rautenstrukturen. Verrundete oder abgerundete Kreuz- oder Rautenstrukturen eignen sich besonders zur Erzeugung der aufeinander abgestimmten Längs- und Querströmung des Kühlmittels. Der Druckverlust des Kühlmittels und der Reaktanden in Längs- und Querrichtung kann durch die Länge, Breite sowie die Überschneidung der Ausnehmungen beziehungsweise Verprägungen beeinflusst werden. Der Austrag von Wasser, kritisch für einen Froststart, wird durch die verrundeten Strukturen begünstigt. Je stärker die Strukturen beziehungsweise Ausnehmungen verrundet oder ausgerundet sind, desto größere Kanalquerschnitte werden gebildet. Die Verrundung besteht darin, spitze Ecken zu verrunden und/oder gerade Seitenbereiche der Strukturen konkav, also nach Innen in die Struktur hinein, auszubilden. Auch eine ovale Form oder Ellipse ist geeignet, wobei eine ovale beziehungsweise runde Form eine maximal verrundete Struktur oder Kontur darstellt. Schließlich können derartige Formen zu einer Ausnehmung oder Struktur kombiniert werden. Dies kann zum Beispiel durch zwei rechtwinklig angeordnete und sich durchdringende Ellipsenformen realisiert sein.
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In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Ausnehmungen der beiden Platten sich in Randbereichen und/oder in Eckbereichen der Ausnehmungen überschneiden. Dazu können die Ausnehmungen auf beiden Platten identisch ausgeführt sein. Die Ausnehmungen der beiden Platten können um eine halbe Ausnehmung, zum Beispiel eine halbe Breite oder Länge, versetzt angeordnet sein. Ein geringerer Versatz ist ebenso möglich, der dann unsymmetrisch ist.
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Die Ausnehmungen können eine Höhe zwischen der Hälfte der Höhe und der gesamten Höhe des Gefüges aufweisen. Dies optimiert den Strömungsverlauf und minimiert den Druckverlust, da die Höhe des Kanals maximiert ist. Bei dieser Betrachtung können die Wandstärken oder Dicken der Bleche der Platten beziehungsweise der Platten unberücksichtigt sein. Anders ausgedrückt kann eine Ausnehmung die Hälfte der Höhe oder die vollständige Höhe des gesamten Strömungsvolumens haben. Die vollständige Höhe wird im Bereich sich überschneidender Ausnehmungen erzielt, während die Hälfte der Höhe im Bereich einzelner Ausnehmungen vorliegt.
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Für die Herstellung der Platten ist vorteilhaft vorgesehen, dass die Ausnehmungen in die Platten geprägt sind. Alternativ kann auch ein Tiefziehverfahren verwendet werden. Das Verfügen der beiden Platten zu einer Bipolarplatte erfolgt vorzugsweise durch Verschweißung der beiden Platten. Vorzugsweise erfolgt dies in Form durchgehender Schweißnähte, wodurch eine Abdichtung der durch die Ausnehmungen ausgebildeten Kühlmittelkanäle erhalten wird. Ein besonders geeignetes Schweißverfahren stellt das Laserschweißen dar.
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In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Ausnehmungen sich entlang der Hauptströmungsrichtung und entlang einer Querströmungsrichtung teilweise überschneiden. Die Überschneidung in zwei vorzugsweise zueinander senkrechten Richtungen optimiert gleichzeitig die Längs- und Querströmung.
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Die Erfindung betrifft ferner eine Brennstoffzelle, umfassend einen Stapel einer Mehrzahl von zuvor beschriebenen Bipolarplatten und einer Mehrzahl von Membran-Elektroden-Anordnungen, wobei die Bipolarplatten und die Membran-Elektroden-Anordnungen abwechselnd aufeinander gestapelt sind. Es gelten die zuvor beschriebenen Vorteile und Modifikationen.
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In dieser Anordnung liegen die Membranelektrodeneinheiten auf den Ausnehmungen auf. Die Ausnehmungen fungieren somit – neben ihrer Funktion zur Kühlmittelkanalbildung – als Abstandshalter zwischen der Membran-Elektroden-Anordnung und der Bipolarplatte, wodurch Räume für die Betriebsmittelversorgung in Form von Betriebsmittelflussfeldern ausgebildet werden.
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In bevorzugter Ausgestaltung erfolgt die Durchleitung des Anoden- und/oder des Kathodenbetriebsmittelstroms parallel zu dem Kühlmittelfluss innerhalb der durch die Ausnehmungen ausgebildeten Kanäle. Anders ausgedrückt verlaufen die Hauptströmungsrichtungen oder die Längsströmungen parallel oder im Wesentlichen parallel. Dieses kann im Gleichstrom oder im Gegenstrom erfolgen. Vorzugsweise werden sämtliche der drei Ströme, Anoden- und Kathodenbetriebsmittelströme sowie der Kühlmittelstrom parallel im Gleichstrom geleitet.
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Die Brennstoffzelle kann für mobile oder stationäre Anwendungen eingesetzt werden. Insbesondere dient sie der Stromversorgung eines Elektromotors für den Antrieb eines Fahrzeugs. Somit betrifft ein weiterer Aspekt der Erfindung ein Fahrzeug, das eine zuvor beschriebene Brennstoffzelle aufweist. Es gelten die zuvor beschriebenen Vorteile und Modifikationen.
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Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
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1 eine Draufsicht auf eine schematisierte erfindungsgemäße Bipolarplatte,
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2 eine schematische Darstellung eines Details der Verteilstruktur,
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3 eine schematische Darstellung eines Details der Verteilstruktur mit verdeckten Kanten der darunterliegenden Platte,
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4 eine Schnittansicht nach Schnitt A-A gemäß 1,
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5 eine Schnittansicht nach Schnitt B-B gemäß 1,
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6 eine schematische Darstellung eines Details einer verrundeten Verteilstruktur,
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7 eine schematische Darstellung eines Details der verrundeten Verteilstruktur mit verdeckten Kanten der darunterliegenden Platte,
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8 eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Bipolarplatte und
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9 eine perspektivische Ansicht eines Ausschnitts der Bipolarplatte aus 8.
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1 zeigt schematisch eine Draufsicht auf eine Bipolarplatte 10. Die Bipolarplatte 10 hat üblicherweise eine rechteckförmige Erstreckung, wobei die Längsrichtung in einer Hauptströmungsrichtung X verläuft und die Querseite parallel zu einer Richtung Y der Querströmung verläuft. Im Verlauf der Hauptströmung X ist stromaufwärts zunächst ein Einlass- oder Kanalbereich angeordnet, in dem sich ein Anodenhauptgaskanal 12, ein Kathodenhauptgaskanal 14 und ein Kühlmittelhauptgaskanal 16 befinden. Über die Kanäle 12, 14 und 16 werden die jeweiligen Fluide der Bipolarplatte 10 zugeführt. Weiter stromabwärts liegt der Verteilbereich oder die Verteilerstruktur 18, die im Weiteren detaillierter beschrieben wird. Weiter in Hauptstromrichtung X schließt sich an die Verteilerstruktur 18 das Flussfeld 20 der Bipolarplatte 10 an. Zwischen den Kanälen 12, 14 und 16 und der Verteilerstruktur 18 sind ein oder mehrere Einströmbereiche 22 vorgesehen, über welche das jeweilige Fluid von dem entsprechenden Kanal in die Verteilerstruktur gelangt. Die Verteilerstruktur 18 hat die Aufgabe, die Fluide von der Breite des dazugehörigen Kanals in Y-Richtung auf die gesamte Breite des Flussfeldes 20 zu verteilen, um dort flächendeckend chemische Reaktionen beziehungsweise Kühlung zu ermöglichen. Dazu sind in der Verteilerstruktur 18 eine Vielzahl von Ausnehmungen 24 angeordnet.
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Wie in 2 dargestellt sind die Ausnehmungen 24 in einer periodischen Struktur 26 ausgebildet. Wie hier dargestellt ist, haben die Ausnehmungen 24 eine rautenförmige Struktur, wobei die Rauten mit ihrer Längsachse parallel zu der Hauptströmungsrichtung X angeordnet sind. Die Ausnehmungen 24 sind relativ dicht beieinander angeordnet, sodass eine Vielzahl von Ausnehmungen 24 in der Verteilerstruktur 18 vorgesehen sind. So entspricht der Abstand zwischen zwei Ausnehmungen 24 etwa dem 3- bis 7-fachen, vorzugsweise dem 5-fachen einer Außenkante oder -seite der Ausnehmung 24. Die Ausnehmungen 24 sind zudem derart versetzt angeordnet, dass die Abstände zwischen den Ausnehmungen 24 jeweils annähernd gleich sind. Dazu können die Ausnehmungen 24 in Reihen angeordnet sein, wobei die Reihen jeweils um die Abmessung einer halben Ausnehmung 24 versetzt zueinander angeordnet sind. Die Reihen können dabei in Längsströmungsrichtung X und/oder in Querströmungsrichtung Y ausgebildet sein.
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In 3 ist die periodische Struktur 26 aus 2 um eine weitere periodische Struktur 26, die unter der in 2 dargestellten periodischen Struktur 26 angeordnet ist, erweitert. Entsprechend sind Ausnehmungen 24a einer ersten Platte, die den Ausnehmungen 24 aus 2 entsprechen, voll dargestellt. Ausnehmungen 24b einer darunter liegenden zweiten Platte sind schraffiert dargestellt. Wie zu sehen ist, sind die beiden Platten versetzt zueinander angeordnet, sodass sich die Ausnehmungen 24a der ersten Platte und die Ausnehmungen 24b der zweiten Platte teilweise überlappen. Da die Ausnehmungen 24a und 24b symmetrisch ausgebildet sind, ergibt sich eine symmetrische Überlappungsstruktur.
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Wie in 3 dargestellt, überschneiden sich die Ausnehmungen 24a und 24b in Eckbereichen der Ausnehmungen 24. Somit hat hier jede rautenförmige Ausnehmung 24 vier Überschneidungsbereiche 28, von denen einer beispielhaft mit dem Bezugszeichen 28 versehen ist. In den Überschneidungsbereichen 28 liegen die beiden Ausnehmungen 24a und 24b übereinander, sodass hier ein relativ hoher Strömungsquerschnitt gebildet wird. Entsprechend existieren auch Kontakt- oder Stützbereiche 30, in denen die beiden Platten direkt aufeinander liegen, also weder eine Ausnehmung 24a der ersten Platte noch eine Ausnehmung 24b der zweiten Platte vorhanden sind.
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4 zeigt die Schnittdarstellung der Bipolarplatte 10 gemäß der Linie AA in 1. Die erste Platte 32 und die zweite Platte 34 bilden einen Kühlkanal beziehungsweise Kühlmittelströmungsbereich 36, in dem beispielhaft der Kühlmittelverlauf 38 in Hauptströmungsrichtung X dargestellt ist. Wie zu sehen ist, sind die beiden Platten 32 und 34 derart zueinander angeordnet, dass die Ausnehmungen 24a und 24b voneinander wegweisend angeordnet sind. Anders ausgedrückt liegen die beiden Platten 32 und 34 mit ihren Hauptflächen aneinander an, was links in 4 dargestellt ist, wobei die Ausnehmungen 24 dann jeweils nach außen ausgeformt sind. Dadurch entsteht an Innenseiten oder Innenflächen der beiden Platten 32 und 34 ein durchgehender Strömungsbereich, der hier als Kühlmittelströmungsbereich 36 bezeichnet ist.
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Das Gefüge der ersten Platte 32 und der damit verbundenen zweiten Platte 34 hat eine Gesamthöhe H. Die Höhe einer Ausnehmung 24, berechnet von einer Innenseite der Platte bis zu einer Außenseite der Platte in den Bereichen der Ausnehmung 24 beträgt h, wobei die Höhe der Ausnehmung h der Hälfte der Höhe H des Gefüges entspricht. Somit hat die Verteilerstruktur 18 eine große Höhe h für den Kühlmittelströmungsbereich 36, was zu einem günstigen hydraulischen Querschnitt und damit geringem Druckverlust führt.
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Auch die Strömungsvolumen oder -kanäle für die Reaktanden haben eine Höhe, welche der Hälfte der Gesamthöhe H entspricht. Diese Strömungsbereiche sind an den Außenseiten der beiden Platten 32 und 34 jeweils zwischen den Ausnehmungen 24 ausgebildet. Dort liegt dann in einem Stapel einer vollständigen Brennstoffzelle eine Membran-Elektroden-Anordnung auf den Ausnehmungen 24 auf.
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In 5 ist ein Querschnitt gemäß der Linie BB in 1 der Bipolarplatte 10 dargestellt. Analog zu 4 sind auch hier die erste Platte 32 und die zweite Platte 34 dargestellt, welche mit ihren jeweiligen Ausnehmungen 24a und 24b einen zwischen den beiden Platten angeordneten Kühlmittelströmungsbereich 36 ausbilden. Der Kühlmittelverlauf 38 des Kühlmittels in dem Kühlmittelströmungsbereich 36 ist ebenfalls dargestellt. Während in 4 der Strömungsverlauf in Längsrichtung X dargestellt ist, ist hier in 5 der Strömungsverlauf in Querrichtung Y beziehungsweise die Querkomponente des Kühlmittelverlaufs dargestellt. Der Kühlmittelverlauf 38 hat somit eine Längskomponente als auch eine Querkomponente in einem durchgängigen Strömungsraum, der von den Stützbereichen 30 unterbrochen ist. Der Strömungsbereich oder Kühlmittelkanal 36 hat aufgrund der großen Höhe h und der Ausbildung und der Anordnung der Ausnehmungen 24 einen günstigen hydraulischen Durchmesser.
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In den 6 und 7 ist analog zu den 2 und 3 eine periodische Struktur 26 der Ausnehmungen 24 dargestellt. Während in 2 und 3 die Ausnehmungen 24 die Form oder Kontur einer Raute haben, sind die Ausnehmungen 24 in 6 und 7 als ausgerundetes Kreuzmuster ausgebildet. Diese Ausgestaltung kann auch als verrundete Kreuz- oder Rautenstruktur bezeichnet werden. Wie in 6 dargestellt ist, sind nun die Seitenflächen der Ausnehmungen 24 konkav ausgebildet, also nach innen gewölbt. Dadurch nimmt der Kathoden- und/oder Anodenverlauf einen wellenförmigen oder mäandrierenden Verlauf, was das Strömungsverhalten positiv beeinflusst. In 7 sind die Ausnehmungen 24a der ersten Platte voll dargestellt, während die Ausnehmungen 24b der zweiten Platte schraffiert beziehungsweise nur teilweise dargestellt sind. Auch hier befinden sich die Überschneidungsbereiche 28 zwischen den beiden Ausnehmungen 24a und 24b in Eckbereichen der Ausnehmungen 24. Stützbereiche 30 sind dort angeordnet, wo weder eine Ausnehmung 24a noch eine Ausnehmung 24b ausgebildet ist.
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9 zeigt eine perspektivische Darstellung der Bipolarplatte 10. Im Vergleich zu 1 ist hier die Oberseite aus 1 unten dargestellt. Somit ist in der Darstellung in 8 die erste Platte 32 unten angeordnet, während die zweite Platte 34 oben angeordnet ist. Entsprechend zu 1 ist in der Verteilerstruktur 18 eine Vielzahl von Ausnehmungen 24 angeordnet.
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In 9 ist ein Detail gemäß Ausschnitt C aus 8 dargestellt. In dieser Darstellung ist zu erkennen, wie die Ausnehmungen 24b nach außen in der zweiten Platte 34 ausgebildet sind, sodass die Außenwände der Ausnehmungen 24b als Erhebungen aus der Ebene der zweiten Platte 34 hervorstehen. Analog sind die Ausnehmungen 24a der ersten Platte 32 ausgebildet. Somit bilden die zueinander versetzten Ausnehmungen 24a und 24b den Kühlmittelströmungsbereich 36, in dem das Kühlmittel gesteuert durch die Form und Anordnung der Ausnehmungen 24 in einem günstigen hydraulischen Durchmesser oder Querschnitt in Längs- und Querrichtung strömt. Dies bewirkt, dass der Druckverlust über die Verteilerstruktur 18 gering ist. Zur Bildung einer Brennstoffzelle oder eines Brennstoffzellenstapels wird eine Vielzahl der Bipolarplatten 10 abwechselnd mit einer Membran-Elektroden-Anordnung gestapelt. Das heißt, dass jede Membran-Elektroden-Anordnung von zwei Bipolarplatten 10 sandwichartig eingeschlossen wird. Ebenso wird jede Bipolarplatte 10 durch zwei Membran-Elektroden-Anordnungen sandwichartig eingeschlossen.
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Jede Membran-Elektroden-Anordnung kann eine Polymerelektrolytmembran umfassen, die sandwichartig zwischen zwei Elektroden, nämlich einer Anode und einer Kathode geschichtet ist. Die Polymerelektrolytmembran kann ein an sich leitfähiges Polymer sein, beispielsweise das unter der Handelsbezeichnung Nafion bekannte Polymer, oder ein Polymer, das durch Dotierung mit einem Elektrolyten seine Protonenleitfähigkeit erhält. Ein Beispiel für die letztgenannte Ausführung stellt mit Phosphorsäure dotiertes Polybenzimidazol (PBI) dar. Die Elektroden umfassen üblicherweise ein auf Partikeln geträgertes katalytisch aktives Edelmetall. Außen an die Elektroden schließt jeweils eine Diffusionsschicht an, welche ein poröses, gasdurchlässiges und elektrisch leitfähiges Medium ist. Die katalytischen Schichten der Elektroden können entweder direkt auf die Polymerelektrolytmembran aufgebracht sein oder auf die Gasdiffusionsschicht.
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Die Platte 10 ist aus einem elektrisch leitfähigen Material gefertigt, beispielsweise einem Metall oder einem kohlenstoffbasierten Material oder einem Kompositmaterial aus solchen.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Bipolarplatte
- 12
- Anodenhauptgaskanal
- 14
- Kathodenhauptgaskanal
- 16
- Kühlmittelhauptgaskanal
- 18
- Verteilerstruktur
- 20
- Flussfeld
- 22
- Einströmbereich
- 24
- Ausnehmung
- 24a
- Ausnehmung erste Platte
- 24b
- Ausnehmung zweite Platte
- 26
- periodische Struktur
- 28
- Überschneidungsbereich
- 30
- Stützbereich
- 32
- erste Platte
- 34
- zweite Platte
- 36
- Kühlmittelströmungsbereich
- 38
- Kühlmittelverlauf
- h
- Höhe Ausnehmung
- H
- Gesamthöhe
- X
- Hauptströmungsrichtung
- Y
- Querströmungsrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2008024400 A1 [0005]
- DE 102005057045 A1 [0006]
- DE 10163631 A1 [0007]
