DE102015215496A1

DE102015215496A1 - Membran-Elektroden-Einheit für eine Brennstoffzelle und Brennstoffzelle

Info

Publication number: DE102015215496A1
Application number: DE102015215496.3A
Authority: DE
Inventors: Christian Martin Zillich
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Audi AG; Volkswagen AG
Priority date: 2015-08-13
Filing date: 2015-08-13
Publication date: 2017-02-16

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Membran-Elektroden-Einheit (10) für eine Brennstoffzelle, aufweisend eine Membran (14) sowie einen umlaufend an der Membran (14) angeordneten Stützrahmen (12). Es ist vorgesehen, dass der Stützrahmen (12) eine Folie (32) umfasst, die ausschließlich einseitig auf einer Oberfläche der Membran (14) aufliegt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Membran-Elektroden-Einheit für eine Brennstoffzelle, aufweisend eine katalytisch beschichtete Membran und einen umlaufend an der Membran angeordneten Stützrahmen, sowie eine Brennstoffzelle mit einer solchen.
Membran-Elektroden-Einheiten für Brennstoffzellen sowie Brennstoffzellen und Kraftfahrzeuge mit Brennstoffzellen sind allgemein bekannt.
Brennstoffzellen nutzen die chemische Umsetzung eines Brennstoffs mit Sauerstoff, um elektrische Energie zu erzeugen. Hierfür enthalten Brennstoffzellen als Kernkomponente die sogenannte Membran-Elektroden-Einheit (MEA für membrane electrode assembly), die als ein Verbund aus der Ionen-, insbesondere Protonen-leitenden, Membran und jeweils einer beidseitig an der Membran angeordneten Elektrode (Anode und Kathode) ausgestaltet sein kann. Das Aktivmaterial kann einen Katalysator aufweisen oder ein Katalysator sein, der die chemische Umsetzung begünstigt. Zudem können Gasdiffusionsschichten beidseitig der Membran-Elektroden-Einheit an den von der Membran abgewandten Seiten der Elektroden angeordnet sein. Die Brennstoffzelle weist wenigstens eine Membran-Elektroden-Einheit oder eine Vielzahl von Membran-Elektroden-Einheiten, die in einem Brennstoffzellenstapel angeordnet sein können, auf, wobei sich die Leistungen mehrerer Membran-Elektroden-Einheiten addieren. Im Betrieb der Brennstoffzelle wird ein Betriebsmedium, beispielsweise der Brennstoff, insbesondere Wasserstoff (H₂) oder ein wasserstoffhaltiges Gasgemisch, der Anode zugeführt, wo eine elektrochemische Oxidation von H₂ zu H⁺ unter Abgabe von Elektronen stattfindet. Über die Membran, welche Reaktionsräume der Brennstoffzelle 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 ein weiteres Betriebsmedium, etwa Sauerstoff (O₂) oder ein sauerstoffhaltiges Gasgemisch, zugeführt, sodass eine Reduktion von O₂ zu O^2– unter Aufnahme der Elektronen stattfindet. Gleichzeitig reagieren im Kathodenraum diese Sauerstoffanionen mit den über die Membran transportierten Protonen unter Bildung von Wasser. Durch die direkte Umsetzung von chemischer in elektrische Energie erzielen Brennstoffzellen gegenüber anderen Elektrizitätsgeneratoren aufgrund der Umgehung des Carnot-Faktors einen verbesserten Wirkungsgrad.
Um nun zu verhindern, dass eines der Betriebsmedien entlang des unbeschichteten Bereichs am Aktivmaterial des beschichteten Bereichs vorbeiströmt und somit nicht für die Erzeugung der elektrischen Energie zur Verfügung steht, ist ein Dichtelement vorgesehen, das ein Abfließen des Betriebsmediums vom beschichteten Bereich zum unbeschichteten Bereich verhindert.
In der Regel wird das Dichtelement mithilfe von Spritzguss, beispielsweise Flüssigmaterialspritzgießen, wobei das Flüssigmaterial Flüssigsilikon sein kann, direkt auf der Membran und dem Aktivmaterial ausgeformt. Hierzu wird eine Spritzgussform an die Membran-Elektroden-Einheit angelegt und das Dichtelement durch Einspritzen des Flüssigmaterials in einen von der Spritzgussform und der Membran-Elektroden-Einheit begrenzten Hohlraum ausgebildet. Um zu verhindern, dass das flüssige Spritzgussmaterial aus dem durch die Spritzgussform und die Membran sowie das Aktivmaterial begrenzten und komplementär zum Dichtelement ausgeformten Hohlraum austritt, ist die Spritzgussform mit einem vorgegebenen Mindestdruck gegen die Membran und das Aktivmaterial zu drücken. Ist der Druck zu stark, kann die Struktur des Aktivmaterials beschädigt werden, sodass die Membran-Elektroden-Einheit zumindest schlechter oder überhaupt nicht funktionieren kann.
Derartige Dichtungen erschweren jedoch ein genaues Zentrieren der Membran durch äußere Anschläge beim Erzeugen eines Brennstoffzellenstapels.
Die Membran kann durch Inkontaktkommen mit Betriebsmedien, insbesondere mit Luft degradieren. Diese Degradation findet vor allem in unbeschichteten Bereichen der Membran, beispielsweise dem Randbereich der Membran, statt, in denen keine Brennstoffzellenreaktion stattfindet. Daher muss dieser Bereich vor reaktiven Medien wie Luft geschützt werden. Hierzu wird an die Membran, insbesondere kathodenseitig, in einem weiteren Produktionsschritt eine Schutzschicht angebracht, die als Sperrschicht für Reaktandengase dient.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Membran-Elektroden-Einheit bereitzustellen, die die Nachteile des Stands der Technik überwindet und insbesondere stabil und gut verarbeitbar ist.
Diese Aufgabe wird durch eine Membran-Elektroden-Einheit für eine Brennstoffzelle mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs gelöst. Somit betrifft ein erster Aspekt der Erfindung eine Membran-Elektroden-Einheit für eine Brennstoffzelle, aufweisend eine Membran sowie einen umlaufend an die Membran angeordneten Stützrahmen. Erfindungsgemäß umfasst der Stützrahmen eine Folie und liegt ausschließlich einseitig auf einer Oberfläche der Membran auf. Insbesondere liegt die Folie ausschließlich einseitig auf der Membranoberfläche auf.
Der Vorteil der Erfindung liegt insbesondere in der Reduzierung nötiger Produktionsschritte. Die Anordnung mehrerer Kunststofffolien sowie separater Stütz- und Schutzschichten kathoden- und/oder anodenseitig der Membran ist nicht mehr notwendig, kann jedoch zusätzlich optional erfolgen. Die erfindungsgemäße Membran umfasst eine Schicht, nämlich die Folie, welche sowohl stützende, also stabilisierende, als auch schützende Funktion hat. Letztere wird durch die Abdeckung der Membran durch die Folie erzielt. In dem Bereich, in dem die Folie die Membran durch Überlagerung der Folie mit der Membranoberfläche abdeckt, wird ein Inkontaktbringen der Membran mit Betriebsgasen verhindert und somit mögliche Korrosion des Membranmaterials reduziert. Dabei ist der Rahmen vorzugsweise durchgängig, insbesondere einstückig, aus einem Material ausgebildet.
Die Membran liegt bevorzugt als katalytisch beschichtete Membran (catalytic coated membrane, CCM) vor.
Bei der Folie handelt es sich insbesondere um ein Kunststoffmaterial, welches sich durch sehr geringe Dicke sowie durch hohe Flexibilität auszeichnet. Die Folie besteht aus einem Material welches undurchlässig für die Betriebsmedien, insbesondere für Luft und Wasser sowohl im flüssigen als auch im gasförmigen Zustand, ist. Ferner weist die Folie eine rahmenartige Form auf, das heißt, die Folie weist eine Kontur auf, die im Inneren eine Öffnung aufweist, welche im Wesentlichen der Kontur der Membran entspricht, jedoch um einen definierten Anteil kleiner ist als die Membrankontur. Wird die Folie auf der Membran angeordnet, so kommt es endständig an der Membran zu einer Überlappung der Folie mit der Membranoberfläche. Diese Überlappbereiche werden bevorzugt möglichst klein gehalten, da es hier nicht zu einer Brennstoffzellenreaktion kommt.
Mit besonderem Vorteil liegt die Folie kathodenseitig auf der Membranoberfläche auf, da die Membran im Kathodenraum dem Oxidationsmittel, insbesondere Luft, ausgesetzt ist, welches gegenüber dem anderen Betriebsgas, nämlich dem Brennstoff, auf die ungeschützte Membran korrosiver wirkt.
In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung liegt die Folie in einem nicht aktiven Bereich der Membran auf. Ferner ist bevorzugt, dass die Folie auf der katalytischen Beschichtung oder an diese angrenzend auf der Membran aufliegt. Wird die Folie an der katalytischen Beschichtung angeordnet, so kann bei ganzflächiger katalytischer Beschichtung der Membran eine Deaktivierung des katalytischen Materials im inaktiven Bereich der Membran entfallen, da die Inaktivierung durch das Aufliegen der Folie auf der katalytischen Beschichtung der Membran erfolgt. Wird die Folie direkt, also unmittelbar, auf die Membran, insbesondere angrenzend an einen katalytisch beschichteten Bereich der Membran, angeordnet, so verhindert die Folie ein Inkontaktkommen der unbeschichteten Membran mit Betriebsmedien und damit eine Korrosion der Membran in diesem Bereich.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Stützrahmen, insbesondere die Folie, stoffschlüssig mit der Membran verbunden ist. Besonders bevorzugt ist der Stützrahmen, insbesondere die Folie, an der Membranoberfläche angeklebt, aufgeschweißt beziehungsweise gelötet oder angespritzt. Alternativ können Rahmen und Membran beispielsweise durch Verpressung und/oder Verklemmung bei der Anordnung in einem Brennstoffzellenstapel reibschlüssig miteinander verbunden sein. Vorzugsweise umfasst der Stützrahmen, insbesondere die Folie, einen Kunststoff, insbesondere einen Duroplasten und/oder Thermoplasten. Als Materialien bevorzugt sind thermoplastische Kunststoffe insbesondere Polyethylenterephthalat (PET) und Polyethylennaphthalat (PEN). Diese Ausgestaltung ermöglicht eine Zentrierung der erfindungsgemäßen Membran-Elektroden-Einheit mithilfe äußerer Anschläge, welche die Verwendung von Elastomeren als Stützrahmen nicht erlauben würden.
Der Stützrahmen, insbesondere die Folie, kann Durchgangsöffnungen zur Ausbildung von Betriebsmittelhauptports aufweisen. Somit kann der Rahmen einstückig ausgebildet werden.
In einer weiter bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung umfasst der Rahmen ferner ein Stützelement, insbesondere in Form einer Stützfolie, das flächig an der Folie angeordnet ist und nicht auf der Membran aufliegt. Das Stützelement kann aus dem gleichen Material wie die Folie gefertigt sein. Zudem weist das Stützelement bevorzugt die gleiche äußere Kontur auf wie die Folie. Allerdings weist die innere Ausnehmung des Stützelementes eine Form und Größe, auf die zumindest der der Membran entspricht, sodass es durch die Anordnung des Stützelements an der Folie nicht zu einer Überlagerung von Membran und Stützelement kommt. Dabei kommt dem Stützelement die Aufgabe zu, den Stützeffekt des Rahmens zu verstärken. Somit kann die Folie bei gleichem Stützeffekt dünner ausgeführt werden. Die Anordnung der Folie auf der Membranoberfläche führt auf der entsprechenden Elektrodenseite zu einer Erhöhung des Schichtstapels. Daher wird die Folie möglichst dünn ausgebildet, um eine unsymmetrische Ausbildung von Kathoden- und Anodenraum zu reduzieren.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Membran-Elektroden-Einheit ferner beidseits der Membran angeordnete Gasdiffusionsschichten aufweist, wobei einer der beiden Gasdiffusionsschichten zumindest in dem Bereich mit dem Rahmen überlappt, welcher auf der Membranoberfläche aufliegt. Dabei bildet sich ein Schichtstapel aus Gasdiffusionsschicht/Folie/Membran/Gasdiffusionsschicht aus. Vorzugsweise weisen die Gasdiffusionsschichten eine Fläche auf, die kleiner ist als die Grundfläche des Rahmens. Zwischen der Gasdiffusionsschicht und der Membranoberfläche ist zur Ausbildung einer Elektrode ein katalytisches Material angeordnet. Dieses ist bevorzugt als katalytische Beschichtung auf der Membranoberfläche ausgebildet oder alternativ auf der Gasdiffusionsschicht angeordnet.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Brennstoffzelle aufweisend eine erfindungsgemäße Membran-Elektroden-Einheit.
Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.
Die verschiedenen in dieser Anmeldung genannten Ausführungsformen der Erfindung sind, sofern im Einzelfall nicht anders ausgeführt, mit Vorteil miteinander kombinierbar.
Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
1 eine schematische Draufsicht auf die Membran-Elektroden-Einheit einer Brennstoffzelle in einer ersten Ausgestaltung der Erfindung;
2 eine schematische Draufsicht auf die Membran-Elektroden-Einheit einer Brennstoffzelle in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung.
1 zeigt einen Teil einer Brennstoffzelle. Insbesondere ist eine Membran-Elektroden-Einheit 10 in Aufsicht auf eine ihrer Flachseiten dargestellt. Die Membran-Elektroden-Einheit 10 weist eine katalytisch beschichtete Membran 14 auf. Im dargestellten Beispiel besitzt die katalytisch beschichtete Membran 14 eine rechteckige Kontur. Innerhalb dieser rechteckigen Kontur ist ein aktiver Bereich 16 angeordnet, welcher durch einen Rahmen 12 begrenzt wird. Außerhalb des aktiven Bereichs 16 weist die katalytisch beschichtete Membran 14 inaktive Bereiche 18 auf. Der aktive Bereich 16 ist dadurch gekennzeichnet, dass im Einbauzustand der Membran-Elektroden-Einheit 10 in einen Brennstoffzellenstapel in diesem Bereich die Brennstoffzellenreaktionen an der Anode und Kathode stattfinden und somit Elektrizität erzeugt wird. Die inaktiven Bereiche 18 dienen hingegen anderen Funktionen. Idealerweise ist die Polymerelektrolytmembran 14 lediglich im aktiven Bereich 16 mit katalytischen Beschichtungen versehen.
Die Membran-Elektroden-Einheit 10 umfasst verschiedene Durchgangsöffnungen 20 bis 30, welche der Zu- und Abführung der verschiedenen Betriebsmedien dienen. So dient ein erster Anodenport 20 der Zuführung des Anodenbetriebsgases zu Kathoden des Brennstoffzellenstapels und ein gegenüberliegender zweiter Anodengasport 22 der Abführung des Anodenbetriebsgases. Desgleichen dient ein erster Kathodenport 24 der Zuführung eines Kathodenbetriebsgases an Kathoden des Brennstoffzellenstapels und ein gegenüberliegender zweiter Kathodenport 26 der Abführung des Kathodenbetriebsgases. Schließlich dient ein erster Kühlmittelport 28 der Zuführung eines Kühlmittels zu internen Kühlmittelkanälen der Bipolarplatten und ein gegenüberliegender zweiter Kühlmittelport 30 der Abführung des Kühlmittels. Die im Einzelnen nicht dargestellten Bipolarplatten weisen einen im Wesentlichen gleichen Zuschnitt wie die dargestellten Membran-Elektroden-Einheiten 10 auf, insbesondere korrespondierende Ports. Auf diese Weise werden im gestapelten Zustand der Membran-Elektroden-Einheiten 10 und der Bipolarplatten Betriebsmittelhauptkanäle ausgebildet, welche den Brennstoffzellenstapel in seiner Stapelrichtung, die aus der Papierebene herauszeigt, durchsetzen. Die Anoden- und Kathodenports 20 bis 26 sind über offene Verteilerkanäle der im Stapel angrenzenden Bipolarplatten mit entsprechenden Anoden- beziehungsweise Kathodenkanälen der Bipolarplatten fluidführend verbunden. Die Kühlmittelports 28 und 30 sind mit internen Kühlmittelkanälen der Bipolarplatten verbunden. Die die Ports 20 bis 30 und die Anoden- beziehungsweise Kathodenkanäle des aktiven Bereich 20 verbindenden Verteilerkanalstrukturen verlaufen in den inaktiven Bereichen 18.
Zur mechanischen Abstützung und zum Schutz ist die Membran 14 von einem Stützrahmen 12 eingefasst, welcher die Membran 14 an ihren Randbereichen umschließt. Der Stützrahmen 12 umfasst eine Folie 32, die in einem inaktiven Bereich 18 der Membran 14 auf der Oberfläche der Membran 14 aufliegt.
Die Folie 32 kann stoffschlüssig, durch Kleben oder Schweißen, oder reibschlüssig durch Verpressen im Stapel, mit der Membran 14 verbunden sein.
Beidseits auf der Membran 14 angeordnet ist jeweils eine Gasdiffusionsschicht 36. Die Gasdiffusionsschicht 36 ist im aktiven Bereich 16 vorzugsweise unmittelbar an der Membran 14 angeordnet. In dem Bereich 18, in dem die Folie 32 auf der Membran 14 aufliegt, ist die Gasdiffusionsschicht 36 hingegen auf der Folie 32 angeordnet. In diesem Bereich 18 zeigt der in der Teildarstellung 1B gezeigte Querschnitt der Membran-Elektroden-Einheit 10 einen Schichtstapel aus Gasdiffusionsschicht 36/ Folie 32/ Membran 14/ Gasdiffusionsschicht 36. Die Gasdiffusionsschicht 36 ist größer ausgeführt als die Membran 14, sodass sie diese umlaufend überragt. Den Querschnitt 1B betrachtend ergibt sich an den Bereich 18 angrenzend auf der von einem Zentrum der Membranoberfläche abgewandten Seite ein Schichtstapel aus Gasdiffusionsschicht 36/ Folie 32/ Gasdiffusionsschicht 36. Der Stützrahmen 12 ist wiederum derart ausgeführt, dass er die Gasdiffusionsschicht 36 umlaufend überragt, also eine größere Grundfläche aufweist als diese. Im Querschnitt 1B wird ferner deutlich, dass der Stützrahmen 12 aus einem Sandwich von Gasdiffusionsschichten 36 herausragt.
In der Darstellung des Querschnitts 1B ist darüber hinaus gezeigt, dass das Niveau der Gasdiffusionsschicht 36 auf der der Membran abgewandten Seite einheitlich ist, also keine Erhebungen und Senken aufweist. Die Unterschiede auf der der Membran 14 zugewandten Seite werden, beispielsweise durch Komprimierung oder Verpressen der Gasdiffusionsschichten 36, im späteren Stapel ausgeglichen. Daraus kann eine unsymmetrische Ausgestaltung von Kathodenraum und Anodenraum resultieren. Insbesondere ist die Gasdiffusionsschicht 36 auf der Kathodenseite 38 der Membran 14 dicker ausgebildet als auf der Anodenseite der Membran 14.
Die Membran-Elektroden-Einheit 10 kann zusätzlich eine Dichtung in Form einer Klebewulst oder einer Schweißnaht aufweisen, die im äußeren Bereich des Stützrahmens 12 angeordnet ist.
In 2 ist eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Membran-Elektroden-Einheit 10 mit zugehörigem Querschnitt 1B gezeigt. Im Wesentlichen entspricht die gezeigte Membran-Elektroden-Einheit 10 der in 1 gezeigten ersten Ausgestaltung. Der Unterschied besteht darin, dass der Stützrahmen 12 der 2 ein zusätzliches Stützelement 34 aufweist, welches an der Folie 32 angeordnet ist. Das Stützelement 34 ist derart angeordnet, dass es den zentralen Aufbau der Membran-Elektroden-Einheit 10 nicht erhöht. Sie ist in einem an die Gasdiffusionsschichten 36 angrenzenden Bereich flächig auf der Folie 32 angeordnet, vorzugsweise verklebt.
Die flächige Ausdehnung des Stützrahmens 12 ist durch das zusätzliche Stützelement 34 nicht vergrößert, sodass das Stützelement 34 an einer umlaufenden äußeren Kante des Stützrahmens 12 mit der Folie 32 abschließt.
Das Stützelement 34 ist vorzugsweise als Folie, insbesondere als Kunststofffolie gefertigt. Geeignete Materialien sind beispielsweise PET und PEN.
Der Stützrahmen 12 hat die Funktion, die Membran 14 abzudecken und damit vor dem Kontakt mit Betriebsmedien, welche beispielsweise durch die Gasdiffusionsschicht 36 auf die Membran 14 gelangen, zu schützen. Ferner kommt dem Stützrahmen 12 stützende Funktion, also ein stabilisierender Effekt, zu. Letzterer wird durch die Anordnung eines zusätzlichen Stützelements 34 noch verstärkt.
Bezugszeichenliste

10: Membran-Elektroden-Einheit
12: Rahmen
14: Membran
16: aktiver Bereich
18: inaktiver Bereich
20: Durchgangsöffnung
22: Durchgangsöffnung
24: Durchgangsöffnung
26: Durchgangsöffnung
28: Durchgangsöffnung
30: Durchgangsöffnung
32: Folie
33: Stützelement
36: Gasdiffusionsschicht
38: Elektrode/Kathode

Claims

Membran-Elektroden-Einheit (10) für eine Brennstoffzelle, aufweisend eine Membran (14) sowie einen umlaufend an der Membran (14) angeordneten Stützrahmen (12), dadurch gekennzeichnet, dass der Stützrahmen (12) eine Folie (32) umfasst und ausschließlich einseitig auf einer Oberfläche der Membran (14) aufliegt.
Membran-Elektroden-Einheit (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (32) kathodenseitig auf der Membran (14) aufliegt.
Membran-Elektroden-Einheit (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (32) in einem nicht aktiven Bereich (18) der Membran (14) aufliegt.
Membran-Elektroden-Einheit (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützrahmen (12), insbesondere die Folie (32), stoffschlüssig mit der Membran (14) verbunden ist.
Membran-Elektroden-Einheit (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützrahmen, insbesondere die Folie (32), einen Kunststoff, insbesondere einen Duroplasten und/oder Thermoplasten, umfasst.
Membran-Elektroden-Einheit (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützrahmen (12), insbesondere die Folie (32), Durchgangsöffnungen (20, 22, 24, 26, 28, 30) zur Ausbildung von Betriebsmittelhauptports aufweist.
Membran-Elektroden-Einheit (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen ferner ein Stützelement (34), insbesondere in Form einer Stützfolie, umfasst, das flächig an der Folie (32) angeordnet ist und nicht auf der Membran (14) aufliegt.
Membran-Elektroden-Einheit (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran-Elektroden-Einheit (10) ferner beidseits der Membran (14) angeordnete Gasdiffusionsschichten (36) aufweist, wobei eine der Gasdiffusionsschichten (36) zumindest in dem nicht aktiven Bereich (18) mit dem auf der Membranoberfläche aufliegenden Stützrahmen (12) überlappt.
Brennstoffzelle aufweisend eine Membran-Elektroden-Einheit (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.