DE102016218785A1 - Fuel cell stack - Google Patents

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Wolfgang Caprano
Guenter Escher
Friedrich Kneule
Imke Heeren
Dietmar Hofmann
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Abstract

Die Erfindung geht aus von einem Brennstoffzellenstack mit zumindest einer Brennstoffzellenvorrichtung (10, 12, 14) und mit zumindest einem Trägerelement (16), das zu einem Tragen der zumindest einen Brennstoffzellenvorrichtung (10, 12, 14) vorgesehen ist. Es wird vorgeschlagen, dass das zumindest eine Trägerelement (16) zumindest im Wesentlichen aus einem Metall ausgebildet ist.The invention is based on a fuel cell stack with at least one fuel cell device (10, 12, 14) and with at least one carrier element (16) which is provided for carrying the at least one fuel cell device (10, 12, 14). It is proposed that the at least one carrier element (16) is formed at least substantially from a metal.

Description

Stand der TechnikState of the art

Es ist bereits ein Brennstoffzellenstack mit zumindest einer Brennstoffzellenvorrichtung und mit zumindest einem Trägerelement, das zu einem Tragen der zumindest einen Brennstoffzellenvorrichtung vorgesehen ist, vorgeschlagen worden.A fuel cell stack has already been proposed with at least one fuel cell device and with at least one carrier element which is provided for carrying the at least one fuel cell device.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die Erfindung geht aus von einem Brennstoffzellenstack mit zumindest einer Brennstoffzellenvorrichtung und mit zumindest einem Trägerelement, das zu einem Tragen der zumindest einen Brennstoffzellenvorrichtung vorgesehen ist.The invention is based on a fuel cell stack with at least one fuel cell device and with at least one carrier element which is provided for carrying the at least one fuel cell device.

Es wird vorgeschlagen, dass das zumindest eine Trägerelement zumindest im Wesentlichen aus einem Metall ausgebildet ist. Dadurch kann das zumindest eine Trägerelement besonders kostengünstig ausgebildet werden. Weiterhin kann das zumindest eine Trägerelement auf einfache Weise groß dimensioniert werden und somit eine besonders große Anzahl an Brennstoffzellenvorrichtungen getragen werden. Weiterhin vorteilhaft kann der Brennstoffzellenstack besonders kompakt ausgebildet werden. Dadurch können ein benötigter Bauraum und Kosten eingespart werden.It is proposed that the at least one carrier element is formed at least substantially from a metal. As a result, the at least one carrier element can be made particularly cost-effective. Furthermore, the at least one carrier element can be dimensioned large in a simple manner, and thus a particularly large number of fuel cell devices can be carried. Further advantageously, the fuel cell stack can be made particularly compact. As a result, a required installation space and costs can be saved.

Insbesondere sind auf dem Brennstoffzellenstack zumindest zwei Brennstoffzellenvorrichtungen elektrisch und/oder fluidtechnisch verschaltet. Unter einer „Brennstoffzellenvorrichtung“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Vorrichtung verstanden werden, welche dazu vorgesehen ist, zumindest eine chemische Reaktionsenergie zumindest eines, insbesondere kontinuierlich zugeführten, Brenngases, insbesondere Wasserstoff und/oder Kohlenstoffmonoxid, und zumindest eines Oxidationsmittels, insbesondere Sauerstoff, insbesondere in elektrische und/oder thermische Energie, umzuwandeln. Die zumindest eine Brennstoffzellenvorrichtung ist vorzugsweise als Festoxid-Brennstoffzelle (SOFC) ausgebildet. Unter „vorgesehen“ soll insbesondere speziell programmiert, ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden. Darunter, dass ein Objekt zu einer bestimmten Funktion vorgesehen ist, soll insbesondere verstanden werden, dass das Objekt diese bestimmte Funktion in zumindest einem Anwendungs- und/oder Betriebszustand erfüllt und/oder ausführt. Vorteilhaft weist die zumindest eine Brennstoffzellenvorrichtung einen Brennstoffzellentubus und/oder eine Gasführungslanze auf.In particular, at least two fuel cell devices are connected electrically and / or fluidically on the fuel cell stack. In this context, a "fuel cell device" should be understood as meaning in particular a device which is provided with at least one chemical reaction energy of at least one, in particular continuously supplied, fuel gas, in particular hydrogen and / or carbon monoxide, and at least one oxidant, in particular oxygen, in particular electrical and / or thermal energy, to transform. The at least one fuel cell device is preferably designed as a solid oxide fuel cell (SOFC). By "provided" is intended to be understood in particular specially programmed, designed and / or equipped. The fact that an object is intended for a specific function should in particular mean that the object fulfills and / or executes this specific function in at least one application and / or operating state. Advantageously, the at least one fuel cell device has a fuel cell tube and / or a gas guiding lance.

Unter einem „Brennstoffzellentubus“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein zumindest im Wesentlichen röhrenförmiger Grundkörper verstanden werden. Insbesondere bildet der Brennstoffzellentubus zumindest einen Teil einer äußeren Hülle der Brennstoffzellenvorrichtung. Der Brennstoffzellentubus ist insbesondere an einer Endseite geschlossen ausgeführt. Insbesondere weist der Brennstoffzellentubus zumindest einen gasdurchlässig ausgebildeten Teilbereich auf.In this context, a "fuel cell tube" is to be understood as meaning, in particular, an at least substantially tubular basic body. In particular, the fuel cell tube forms at least part of an outer shell of the fuel cell device. The fuel cell tube is designed in particular closed on one end side. In particular, the fuel cell tube has at least one gas-permeable part region.

Unter einer „Gasführungslanze“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein zumindest im Wesentlichen röhrenförmiges Element verstanden werden, welches dazu vorgesehen ist, zumindest in einem montierten Zustand zumindest teilweise in den Brennstoffzellentubus hineinzuragen. Vorteilhaft bildet die Gasführungslanze eine Gaszuführlanze und/oder eine Gasabführlanze aus. Insbesondere begrenzen der Brennstoffzellentubus und die Gasführungslanze in einem montierten Zustand zumindest einen Gasraum zumindest im Wesentlichen allseitig. Insbesondere ist die Gasführungslanze dazu vorgesehen, in zumindest einem Betriebszustand ein Brenngas in den Brennstoffzellentubus zu leiten.In this context, a "gas guiding lance" is to be understood as meaning, in particular, an at least substantially tubular element which is intended to project at least partially into the fuel cell tube, at least in an assembled state. Advantageously, the gas guiding lance forms a gas supply lance and / or a gas discharge lance. In particular, the fuel cell tube and the gas guiding lance in an assembled state limit at least one gas space at least substantially on all sides. In particular, the gas guiding lance is provided to guide a fuel gas into the fuel cell tube in at least one operating state.

Der Brennstoffzellentubus und/oder die Gasführungslanze ist/sind zumindest im Wesentlichen von einem keramischen Material gebildet. Der Brennstoffzellentubus und/oder die Gasführungslanze besteht/bestehen insbesondere mit einem Massenanteil von zumindest 75 %, vorteilhaft von zumindest 85 % und vorzugsweise von zumindest 95 % aus dem keramischen Material. Unter einem „keramischen Material“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein anorganisches, nichtmetallisches Material verstanden werden. Insbesondere kann das zumindest eine keramische Material zumindest teilweise kristallin sein. Unter „nichtmetallisch“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass das zumindest eine keramische Material zumindest weitestgehend frei von insbesondere auf metallischen Bindungen beruhenden, metallischen Eigenschaften ist, jedoch Metallverbindungen, wie beispielsweise Metalloxide und/oder -silikate, umfassen kann. Das keramische Material kann insbesondere zumindest im Wesentlichen von einer Forsteritkeramik gebildet sein.The fuel cell tube and / or the gas guiding lance is / are at least substantially formed by a ceramic material. The fuel cell tube and / or the gas guiding lance consists in particular of a mass fraction of at least 75%, advantageously of at least 85% and preferably of at least 95%, of the ceramic material. A "ceramic material" is to be understood in this context in particular an inorganic, non-metallic material. In particular, the at least one ceramic material may be at least partially crystalline. By "nonmetallic" is to be understood in this context in particular that the at least one ceramic material is at least largely free of metallic compounds based on particular metallic properties, but may include metal compounds such as metal oxides and / or silicates. The ceramic material may in particular be formed at least substantially by a Forsteritkeramik.

Insbesondere weist die Brennstoffzellenvorrichtung zumindest eine Funktionsschicht auf, welche auf den wenigstens einen zumindest teilweise gasdurchlässig ausgebildeten Teilbereich aufgebracht ist. Unter einer „Funktionsschicht“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Schicht verstanden werden, welche insbesondere zumindest eine Anode und zumindest eine Kathode sowie zumindest ein zwischen der zumindest einen Anode und der zumindest einen Kathode angeordnetes Elektrolyt aufweist. Insbesondere kann die zumindest eine Funktionsschicht auf einer Innenseite und/oder einer Außenseite des Brennstoffzellentubus angeordnet sein. Vorzugsweise ist die zumindest eine Funktionsschicht vollständig auf einer Innenseite des Brennstoffzellentubus angeordnet.In particular, the fuel cell device has at least one functional layer which is applied to the at least one at least partially gas-permeable part region. In this context, a "functional layer" is to be understood as meaning, in particular, a layer which has, in particular, at least one anode and at least one cathode and at least one electrolyte arranged between the at least one anode and the at least one cathode. In particular, the at least one functional layer can be arranged on an inner side and / or an outer side of the fuel cell tube. Preferably, the at least one functional layer completely disposed on an inside of the fuel cell tube.

Bevorzugt bildet das zumindest eine Trägerelement eine Trägerplatte aus. Vorteilhaft ist das zumindest eine Trägerelement quaderförmig ausgebildet. Unter einem „Tragen“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere in einer festen Position halten verstanden werden. Insbesondere ist das zumindest eine Trägerelement dazu vorgesehen, zumindest zwei Brennstoffzellenvorrichtungen auf einer gemeinsamen Ebene zu tragen. Unter „zumindest im Wesentlichen“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere mit einem Massenanteil von mehr als 50 %, bevorzugt von mehr als 80 %, besonders bevorzugt von mehr als 95 % und ganz besonders bevorzugt vollständig verstanden werden. Vorteilhaft ist das Metall von einem Stahl gebildet.The at least one carrier element preferably forms a carrier plate. Advantageously, the at least one support element is cuboidal. By "carrying" in this context is meant to be understood, in particular, to hold in a fixed position. In particular, the at least one carrier element is intended to carry at least two fuel cell devices on a common plane. By "at least substantially" should be understood in this context in particular with a mass fraction of more than 50%, preferably more than 80%, particularly preferably more than 95% and very particularly preferably completely. Advantageously, the metal is formed by a steel.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass das zumindest eine Trägerelement zumindest im Wesentlichen aus einem aluminiumoxidbildenden Werkstoff ausgebildet ist. Dadurch kann eine Chromvergiftung der zumindest einen Kathode vorteilhaft vermieden werden. Bevorzugt bildet der aluminiumoxidbildende Werkstoff einen aluminiumoxidbildenden Stahl aus. Weiterhin vorteilhaft weist das zumindest eine Trägerelement eine reduzierte Chromfreisetzung auf. Besonders bevorzugt umfasst das zumindest eine Trägerelement eine Chromrückhalteschicht und/oder eine chrombindende Legierung.In a further embodiment of the invention, it is proposed that the at least one carrier element is formed at least substantially from an alumina-forming material. As a result, chromium poisoning of the at least one cathode can be advantageously avoided. Preferably, the alumina-forming material forms an alumina-forming steel. With further advantage, the at least one carrier element has a reduced release of chromium. Particularly preferably, the at least one carrier element comprises a chromium retention layer and / or a chromium-binding alloy.

Weiterhin wird vorgeschlagen, dass das zumindest eine Trägerelement zumindest einen Gasversorgungskanal umfasst, der zu einer Gaszuführung zur zumindest einen Brennstoffzellenvorrichtung vorgesehen ist. Dadurch kann eine besonders einfache und sichere Gaszuführung an die zumindest eine Brennstoffzellenvorrichtung erzielt werden. Weiterhin kann eine besonders einfache und sichere Gasabführung von der zumindest einen Brennstoffzellenvorrichtung erzielt werden. Ferner können die Brennstoffzellenvorrichtungen vorteilhaft besonders dicht aneinander auf dem zumindest einen Trägerelement angeordnet werden. Der zumindest eine Gasversorgungskanal ist insbesondere zu einer Gaszuführung und/oder zu einer Gasabführung vorgesehen. Insbesondere ist der zumindest eine Gasversorgungskanal geschlossen ausgebildet. Insbesondere ist der zumindest eine Gasversorgungskanal innerhalb des zumindest einen Trägerelements angeordnet.Furthermore, it is proposed that the at least one carrier element comprises at least one gas supply channel which is provided for a gas supply to the at least one fuel cell device. As a result, a particularly simple and secure gas supply to the at least one fuel cell device can be achieved. Furthermore, a particularly simple and safe gas discharge can be achieved by the at least one fuel cell device. Furthermore, the fuel cell devices can advantageously be arranged particularly close to one another on the at least one carrier element. The at least one gas supply channel is provided in particular for a gas supply and / or for a gas discharge. In particular, the at least one gas supply channel is formed closed. In particular, the at least one gas supply channel is arranged within the at least one carrier element.

Ferner wird vorgeschlagen, dass die zumindest eine Brennstoffzellenvorrichtung zumindest ein elektrisches Anschlussmittel umfasst, das zu einer elektrischen Kontaktierung einer Funktionsschicht der zumindest einen Brennstoffzellenvorrichtung vorgesehen ist und das außerhalb des zumindest einen Gasversorgungskanals angeordnet ist. Dadurch kann sich das zumindest eine elektrische Anschlussmittel bei einem Erwärmen vorteilhaft ungehindert ausdehnen. Zusätzlich wird vorgeschlagen, dass der Brennstoffzellenstack zumindest ein Abstandselement umfasst, das dazu vorgesehen ist, das zumindest eine elektrische Anschlussmittel vom zumindest einen Trägerelement zu beabstanden. Bevorzugt bildet das zumindest eine Abstandselement ein Keramikröhrchen aus. Bevorzugt bildet das zumindest eine elektrische Anschlussmittel einen elektrisch leitfähigen Draht und/oder eine Stromschiene aus.It is also proposed that the at least one fuel cell device comprises at least one electrical connection means which is provided for electrically contacting a functional layer of the at least one fuel cell device and which is arranged outside the at least one gas supply channel. As a result, the at least one electrical connection means can advantageously expand unhindered when heated. In addition, it is proposed that the fuel cell stack comprises at least one spacer element which is provided to space the at least one electrical connection means from the at least one carrier element. Preferably, the at least one spacer element forms a ceramic tube. The at least one electrical connection means preferably forms an electrically conductive wire and / or a busbar.

Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die zumindest eine Brennstoffzellenvorrichtung eine Gasführungslanze aufweist, die zumindest einen Abluftkanal umfasst, der an einem Ende in eine Radialrichtung und der an einem anderen Ende in eine Axialrichtung geöffnet ist. Dadurch kann die zumindest eine Brennstoffzellenvorrichtung besonders kompakt ausgebildet werden und gleichzeitig eine besonders zuverlässige Gaszuführung gewährleistet werden. Bevorzugt grenzt der zumindest eine Abluftkanal an zumindest einen Zuführkanal an.Furthermore, it is proposed that the at least one fuel cell device has a gas guiding lance which comprises at least one exhaust air duct which is open at one end in a radial direction and at another end in an axial direction. As a result, the at least one fuel cell device can be made particularly compact and at the same time a particularly reliable gas supply can be ensured. The at least one exhaust air duct preferably adjoins at least one supply duct.

Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die zumindest eine Brennstoffzellenvorrichtung zumindest ein Dichtungselement umfasst, das zumindest eine axial durchgängige Abluftausnehmung umfasst. Dadurch kann die zumindest eine Brennstoffzellenvorrichtung besonders kompakt ausgebildet werden und gleichzeitig eine besonders zuverlässige Gaszuführung gewährleistet werden. Weiterhin kann eine besonders einfache Montage erzielt werden. Ferner kann eine Teilevielfalt der zumindest einen Brennstoffzellenvorrichtung vorteilhaft reduziert werden. Dadurch können Herstellungskosten der zumindest einen Brennstoffzellenvorrichtung besonders vorteilhaft reduziert werden. Besonders vorteilhaft bildet das zumindest eine Dichtungselement eine Glasdichtung aus. Insbesondere grenzt die zumindest eine Abluftausnehmung an zumindest einen Gasversorgungskanal des zumindest einen Trägerelements an.Furthermore, it is proposed that the at least one fuel cell device comprises at least one sealing element which comprises at least one axially continuous exhaust air recess. As a result, the at least one fuel cell device can be made particularly compact and at the same time a particularly reliable gas supply can be ensured. Furthermore, a particularly simple assembly can be achieved. Furthermore, a variety of parts of the at least one fuel cell device can be advantageously reduced. As a result, manufacturing costs of the at least one fuel cell device can be reduced particularly advantageously. Particularly advantageously, the at least one sealing element forms a glass seal. In particular, the at least one exhaust air cavity adjoins at least one gas supply channel of the at least one carrier element.

Zudem wird vorgeschlagen, dass die zumindest eine Brennstoffzellenvorrichtung einen Brennstoffzellentubus umfasst, der zu einer ausschließlich axialen Kontaktierung mit einem Dichtungselement vorgesehen ist. Dadurch kann eine besonders einfache und schnelle Montage der zumindest einen Brennstoffzellenvorrichtung auf dem zumindest einen Trägerelement erzielt werden. Insbesondere ist der Brennstoffzellentubus in eine Radialrichtung vor einer Montage kontaktfrei zu einem Dichtungselement ausgebildet.In addition, it is proposed that the at least one fuel cell device comprises a fuel cell tube which is provided for exclusively axial contacting with a sealing element. As a result, a particularly simple and rapid assembly of the at least one fuel cell device on the at least one carrier element can be achieved. In particular, the Brennstoffzellentubus is formed in a radial direction before mounting contactless to a sealing element.

Ferner wird vorgeschlagen, dass die zumindest eine Brennstoffzellenvorrichtung einen Brennstoffzellentubus umfasst, der an einer Außenfläche zumindest einen Montageflügel umfasst, der zu einer Montagehilfe vorgesehen ist. Dadurch kann eine besonders einfache und schnelle Montage der zumindest einen Brennstoffzellenvorrichtung auf dem zumindest einen Trägerelement erzielt werden. Unter einer „Außenfläche“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Fläche verstanden werden, die zu einer freien Umgebung des Brennstoffzellentubus hin orientiert ist. Insbesondere bildet die Außenfläche eine Mantelfläche und/oder eine Stirnfläche des Brennstoffzellentubus aus.It is also proposed that the at least one fuel cell device comprises a fuel cell tube which comprises on an outer surface at least one mounting blade, which leads to a Mounting aid is provided. As a result, a particularly simple and rapid assembly of the at least one fuel cell device on the at least one carrier element can be achieved. In this context, an "outer surface" is to be understood as meaning, in particular, an area which is oriented toward a free environment of the fuel cell tube. In particular, the outer surface forms a lateral surface and / or an end face of the fuel cell tube.

Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die zumindest eine Brennstoffzellenvorrichtung einen maximalen Außendurchmesser von weniger als 45 mm aufweist. Dadurch können besonders viele Brennstoffzellenvorrichtungen auf einem Brennstoffzellenstack auf engem Raum angeordnet werden. Dadurch kann der Brennstoffzellenstack eine hohe elektrische Leistung erzielen und gleichzeitig besonders kompakt ausgebildet werden. Besonders bevorzugt weist die zumindest eine Brennstoffzellenvorrichtung einen maximalen Außendurchmesser von weniger als 44 mm und ganz besonders bevorzugt von weniger als 43 mm auf. Vorteilhaft weist die zumindest eine Brennstoffzellenvorrichtung einen maximalen Außendurchmesser von 42 mm auf.Furthermore, it is proposed that the at least one fuel cell device has a maximum outer diameter of less than 45 mm. As a result, a particularly large number of fuel cell devices can be arranged on a fuel cell stack in a small space. As a result, the fuel cell stack can achieve a high electrical output and at the same time be made particularly compact. Particularly preferably, the at least one fuel cell device has a maximum outer diameter of less than 44 mm and most preferably of less than 43 mm. Advantageously, the at least one fuel cell device has a maximum outer diameter of 42 mm.

Des Weiteren wird/werden eine Brennstoffzellenvorrichtung und/oder ein Trägerelement eines erfindungsgemäßen Brennstoffzellenstacks vorgeschlagen.Furthermore, a fuel cell device and / or a carrier element of a fuel cell stack according to the invention is / are proposed.

Ferner wird ein Verfahren zur Herstellung eines Brennstoffzellenstacks vorgeschlagen, wobei nach einem Sintern eines Brennstoffzellentubus einer Brennstoffzellenvorrichtung mit einer Gasführungslanze der Brennstoffzellenvorrichtung ein elektrisches Anschlussmittel mit einer Funktionsschicht der Brennstoffzellenvorrichtung elektrisch verbunden wird. Dadurch können der Brennstoffzellentubus und die Gasführungslanze mit einer Prozesstemperatur von 1200 °C miteinander verbunden werden, ohne dass es zu einem hitzebedingten Schaden des elektrischen Anschlussmittels kommt.Furthermore, a method for producing a fuel cell stack is proposed, wherein after sintering a fuel cell tube of a fuel cell device with a gas guiding lance of the fuel cell device, an electrical connection means is electrically connected to a functional layer of the fuel cell device. As a result, the fuel cell tube and the gas guiding lance can be connected to one another with a process temperature of 1200 ° C., without there being any heat-related damage to the electrical connection means.

Der erfindungsgemäße Brennstoffzellenstack soll hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungsform beschränkt sein. Insbesondere kann der erfindungsgemäße Brennstoffzellenstack zu einer Erfüllung einer hierin beschriebenen Funktionsweise eine von einer hierin genannten Anzahl von einzelnen Elementen, Bauteilen und Einheiten abweichende Anzahl aufweisen.The fuel cell stack according to the invention should not be limited to the application and embodiment described above. In particular, the fuel cell stack according to the invention may have a number deviating from a number of individual elements, components and units mentioned herein for fulfilling a mode of operation described herein.

Zeichnungdrawing

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.Further advantages emerge from the following description of the drawing. In the drawing, an embodiment of the invention is shown. The drawing, the description and the claims contain numerous features in combination. The person skilled in the art will expediently also consider the features individually and combine them into meaningful further combinations.

Es zeigen:Show it:

1 ein Brennstoffzellenstack in einer perspektivischen Darstellung, 1 a fuel cell stack in a perspective view,

2 eine Brennstoffzellenvorrichtung vor einer Montage in einem perspektivischen Teilschnitt, 2 a fuel cell device before assembly in a perspective partial section,

3 die Brennstoffzellenvorrichtung nach 2 während einer Montage in einem perspektivischen Teilschnitt, 3 the fuel cell device after 2 during assembly in a perspective partial section,

4 die Brennstoffzellenvorrichtung nach 2 während einer Montage in einem perspektivischen Teilschnitt und 4 the fuel cell device after 2 during assembly in a perspective partial section and

5 der Brennstoffzellenstack nach 1 in einer perspektivischen Teildarstellung. 5 the fuel cell stack after 1 in a perspective partial view.

Beschreibung des AusführungsbeispielsDescription of the embodiment

In der 1 ist ein Brennstoffzellenstack mit mehreren Brennstoffzellenvorrichtungen 10, 12, 14 und mit einem Trägerelement 16 gezeigt. Das Trägerelement 16 ist zu einem Tragen der Brennstoffzellenvorrichtungen 10, 12, 14 vorgesehen. In diesem Ausführungsbeispiel sind 25 Brennstoffzellenvorrichtungen 10, 12, 14 dargestellt. Die Brennstoffzellenvorrichtungen 10, 12, 14 sind dabei in fünf zueinander versetzten Fünferreihen angeordnet. Der Brennstoffzellenstack weist in einem Betrieb eine elektrische Leistung von etwa 500 W auf. Selbstverständlich kann auch eine andere, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Anzahl und/oder Anordnung der Brennstoffzellenvorrichtungen 10, 12, 14 auf dem Trägerelement 16 vorgesehen sein. Die Brennstoffzellenvorrichtungen 10, 12, 14 sind elektrisch und fluidtechnisch verschaltet. Der Brennstoffzellenstack ist beispielsweise in einer nicht näher gezeigten Kraft-Wärme-Kopplungsanlage (KWK) einsetzbar.In the 1 is a fuel cell stack with multiple fuel cell devices 10 . 12 . 14 and with a carrier element 16 shown. The carrier element 16 is to carry the fuel cell devices 10 . 12 . 14 intended. In this embodiment are 25 Fuel cell devices 10 . 12 . 14 shown. The fuel cell devices 10 . 12 . 14 are arranged in five staggered rows of five. The fuel cell stack has an electrical power of about in one operation 500 W on. It goes without saying that another number and / or arrangement of the fuel cell devices that appears appropriate to the person skilled in the art can also be used 10 . 12 . 14 on the carrier element 16 be provided. The fuel cell devices 10 . 12 . 14 are electrically and fluidly interconnected. The fuel cell stack can be used, for example, in a cogeneration plant (not shown in detail).

Das Trägerelement 16 ist aus einem Metall ausgebildet. Das Trägerelement 16 bildet eine Trägerplatte aus. Das Trägerelement 16 ist quaderförmig ausgebildet. Das Trägerelement 16 weist eine Länge 58 von mehr als 300 mm auf. Genauer gesagt, weist das Trägerelement 16 eine Länge 58 von 318 mm auf. Das Trägerelement 16 weist eine Breite 60 von mehr als 250 mm auf. Genauer gesagt weist das Trägerelement 16 eine Breite 60 von 252 mm auf. Das Trägerelement 16 weist eine Höhe 62 von 45 mm auf.The carrier element 16 is formed of a metal. The carrier element 16 forms a carrier plate. The carrier element 16 is cuboidal. The carrier element 16 has a length 58 of more than 300 mm. More specifically, the carrier element 16 a length 58 of 318 mm. The carrier element 16 has a width 60 of more than 250 mm. More specifically, the carrier element 16 a width 60 of 252 mm. The carrier element 16 has a height 62 of 45 mm.

Das Trägerelement 16 ist dazu vorgesehen, die Brennstoffzellenvorrichtungen 10, 12, 14 in einer festen Position zueinander zu halten. Das Trägerelement 16 ist aus einem aluminiumoxidbildenden Werkstoff ausgebildet. Genauer gesagt ist das Trägerelement 16 aus einem aluminiumoxidbildenden Stahl ausgebildet.The carrier element 16 is intended to fuel cell devices 10 . 12 . 14 in a fixed position to each other. The support element 16 is formed of an alumina-forming material. More specifically, the carrier element 16 formed of an alumina-forming steel.

Das Trägerelement 16 umfasst mehrere Gasversorgungskänale 18, 20, 22, 64, 66. Die Gasversorgungskanäle 18, 20 sind zu einer Gaszuführung zu den Brennstoffzellenvorrichtungen 10, 12, 14 vorgesehen. Ein anderer Gasversorgungskanal 22 ist zu einer Gasabführung von den Brennstoffzellenvorrichtung 10, 12, 14 vorgesehen. Die Gasversorgungskänale 18, 20, 22 weisen einen geschlossenen Querschnitt auf. Die Gasversorgungskänale 18, 20, 22 sind innerhalb des Trägerelements 16 angeordnet. Die Gasversorgungskänale 18, 20, 22, 64, 66 verlaufen von Seitenwandungen 68, 70 des Trägerelements 16 zu den Brennstoffzellenvorrichtungen 10, 12, 14. Die Gasversorgungskänale 18, 22 sind zu einer Leitung von Wasserstoffgas vorgesehen.The carrier element 16 includes several gas supply channels 18 . 20 . 22 . 64 . 66 , The gas supply channels 18 . 20 are to a gas supply to the fuel cell devices 10 . 12 . 14 intended. Another gas supply channel 22 is to a gas discharge from the fuel cell device 10 . 12 . 14 intended. The gas supply channels 18 . 20 . 22 have a closed cross-section. The gas supply channels 18 . 20 . 22 are inside the support element 16 arranged. The gas supply channels 18 . 20 . 22 . 64 . 66 run from side walls 68 . 70 the carrier element 16 to the fuel cell devices 10 . 12 . 14 , The gas supply channels 18 . 22 are provided to a line of hydrogen gas.

Im Folgenden wird lediglich Bezug auf eine Brennstoffzellenvorrichtung 10 der Brennstoffzellenvorrichtungen 10, 12, 14 genommen, da in diesem Ausführungsbeispiel alle Brennstoffzellenvorrichtungen 10, 12, 14 gleich ausgebildet sind. Die Brennstoffzellenvorrichtung 10 ist als tubulare Brennstoffzellenvorrichtung 10 ausgebildet. Die Brennstoffzellenvorrichtung 10 ist als Festoxid-Brennstoffzelle (SOFC) ausgebildet. Die Brennstoffzellenvorrichtung 10 umfasst einen Brennstoffzellentubus 46. Der Brennstoffzellentubus 46 umfasst an einer Außenfläche 48 zwei Montageflügel 50, 52. Die Montageflügel 50, 52 sind zu einer Montagehilfe vorgesehen. Die Außenfläche 48 bildet eine Stirnfläche des Brennstoffzellentubus 46 aus.In the following, only reference will be made to a fuel cell device 10 the fuel cell devices 10 . 12 . 14 taken as in this embodiment all fuel cell devices 10 . 12 . 14 are the same. The fuel cell device 10 is as a tubular fuel cell device 10 educated. The fuel cell device 10 is designed as a solid oxide fuel cell (SOFC). The fuel cell device 10 includes a fuel cell tube 46 , The fuel cell tube 46 includes on an outer surface 48 two assembly wings 50 . 52 , The mounting wings 50 . 52 are intended for an assembly aid. The outer surface 48 forms an end face of the fuel cell tube 46 out.

Wie in der 2 näher gezeigt, umfasst die Brennstoffzellenvorrichtung 10 eine in dem Brennstoffzellentubus 46 angeordnete Gasführungslanze 30 und eine hier lediglich angedeutet dargestellte Funktionsschicht 28. Die Funktionsschicht 28 ist auf einer Innenseite des Brennstoffzellentubus 46 aufgebracht. Die Funktionsschicht 28 weist eine Anode, eine Kathode und einen zwischen der Anode und der Kathode angeordneten Elektrolyt auf.Like in the 2 shown in more detail, includes the fuel cell device 10 one in the fuel cell tube 46 arranged gas guiding lance 30 and a functional layer shown here only indicated 28 , The functional layer 28 is on an inside of the fuel cell tube 46 applied. The functional layer 28 has an anode, a cathode, and an electrolyte disposed between the anode and the cathode.

Der Brennstoffzellentubus 46 ist zumindest im Wesentlichen von einem keramischen Material gebildet. Die Gasführungslanze 30 ist zumindest im Wesentlichen von einem keramischen Material gebildet. Die Gasführungslanze 30 ragt in den Brennstoffzellentubus 46 hinein. Der Brennstoffzellentubus 46 und die Gasführungslanze 30 begrenzen einen Gasraum 72 allseitig. Die Gasführungslanze 30 ist dazu vorgesehen, in zumindest einem Betriebszustand ein Brenngas in den Brennstoffzellentubus 46 zu leiten.The fuel cell tube 46 is at least substantially formed by a ceramic material. The gas guiding lance 30 is at least substantially formed by a ceramic material. The gas guiding lance 30 protrudes into the fuel cell tube 46 into it. The fuel cell tube 46 and the gas guiding lance 30 limit a gas space 72 on all sides. The gas guiding lance 30 is intended, in at least one operating state, a fuel gas in the Brennstoffzellentubus 46 to lead.

Die Gasführungslanze 30 umfasst einen Zuführkanal 74, der zu einer Gaszuführung an die Funktionsschicht 28 vorgesehen ist. Der Zuführkanal 74 verläuft zentral innerhalb der Gasführungslanze 30. Die Gasführungslanze 30 umfasst einen Abluftkanal 32. Der Abluftkanal 32 ist an einem Ende 34 in eine Radialrichtung 36 und der an einem anderen Ende 38 in eine Axialrichtung 40 geöffnet. Eine Radialöffnung 76 öffnet den Abluftkanal 32 zum Gasraum 72 hin. Eine Axialöffnung 78 öffnet den Abluftkanal 32 zu einem der Gasversorgungskanäle 18, 20, 22, 64, 66 hin. Eine Kanalwandung 80 des Abluftkanals 32 grenzt an den Zuführkanal 74 an. Die Gasführungslanze 30 übernimmt eine Drosselfunktion für ausströmendes Brenngas, so dass eine Gasgleichverteilung in allen Brennstoffzellenvorrichtung 10, 12, 14 des Brennstoffzellenstacks sichergestellt werden kann. Die Gasführungslanze 30 umfasst einen weiteren Abluftkanal 32’ mit einer Kanalwandung 80’ der in gleicher Ausgestaltung wie der Abluftkanal 32 ausgebildet, jedoch achsensymmetrisch zum Abluftkanal 32 angeordnet ist.The gas guiding lance 30 includes a feed channel 74 leading to a gas supply to the functional layer 28 is provided. The feed channel 74 runs centrally within the gas guiding lance 30 , The gas guiding lance 30 includes an exhaust duct 32 , The exhaust duct 32 is at one end 34 in a radial direction 36 and at another end 38 in an axial direction 40 open. A radial opening 76 opens the exhaust duct 32 to the gas room 72 out. An axial opening 78 opens the exhaust duct 32 to one of the gas supply channels 18 . 20 . 22 . 64 . 66 out. A canal wall 80 the exhaust duct 32 adjoins the feed channel 74 at. The gas guiding lance 30 assumes a throttle function for outflowing fuel gas, so that a gas uniform distribution in all fuel cell device 10 . 12 . 14 the fuel cell stack can be ensured. The gas guiding lance 30 comprises a further exhaust duct 32 'with a channel wall 80' of the same design as the exhaust duct 32 formed, but axisymmetric to the exhaust duct 32 is arranged.

Die Brennstoffzellenvorrichtung 10 umfasst ein Dichtungselement 42. Genauer gesagt umfasst die Brennstoffzellenvorrichtung 10 genau ein Dichtungselement 42. Das Dichtungselement 42 ist ringförmig ausgebildet. Das Dichtungselement 42 umfasst eine axial durchgängige Abluftausnehmung 44. Das Dichtungselement 42 umfasst eine weitere axial durchgängige Abluftausnehmung 44’. Das Dichtungselement 42 bildet eine Glasdichtung aus. Die Abluftausnehmung 44 grenzt an einer Seite im montierten Zustand an den Abluftkanal 32 der Gasführungslanze 30 an. Die Abluftausnehmung 44 grenzt im montierten Zustand an einer anderen Seite an einem der Gasversorgungskanäle 18, 20, 22, 64, 66 des Trägerelements 16 an. Das Dichtungselement 42 ist zu einer Abdichtung zwischen der Brennstoffzellenvorrichtung 10 und dem Trägerelement 16 im montierten Zustand vorgesehen.The fuel cell device 10 comprises a sealing element 42 , More specifically, the fuel cell device includes 10 exactly one sealing element 42 , The sealing element 42 is annular. The sealing element 42 includes an axially continuous Abluftausnehmung 44 , The sealing element 42 comprises a further axially continuous Abluftausnehmung 44 ' , The sealing element 42 forms a glass seal. The exhaust air recess 44 adjoins the exhaust air duct on one side in the assembled state 32 the gas guiding lance 30 at. The exhaust air recess 44 when mounted, adjoins one of the gas supply channels on another side 18 . 20 . 22 . 64 . 66 the carrier element 16 at. The sealing element 42 is a seal between the fuel cell device 10 and the carrier element 16 provided in the assembled state.

Der Brennstoffzellentubus 46 ist zu einer ausschließlich axialen Kontaktierung mit dem Dichtungselement 42 vorgesehen. Der Brennstoffzellentubus 46 ist in Radialrichtung 36 kontaktfrei zu Dichtungselementen ausgebildet. Die Brennstoffzellenvorrichtung 10 weist einen maximalen Außendurchmesser 54 von 42 mm auf. Die Brennstoffzellenvorrichtung 10 ist zumindest im Wesentlichen symmetrisch, insbesondere achsensymmetrisch ausgebildet. Das Dichtungselement 42 weist Abstandsnasen 82, 84 auf, die während einer Aufheizphase des Verglasungsprozesses einen partiellen Abstand zum Trägerelement 16 halten. Während des Verglasungsprozesses schmelzen die Abstandsnasen 82, 84.The fuel cell tube 46 is to an exclusively axial contact with the sealing element 42 intended. The fuel cell tube 46 is in the radial direction 36 formed contactless to seal elements. The fuel cell device 10 has a maximum outer diameter 54 from 42 mm up. The fuel cell device 10 is at least substantially symmetrical, in particular formed axially symmetrical. The sealing element 42 has spacers 82 . 84 on, during a heating phase of the glazing process a partial distance from the support element 16 hold. During the glazing process the spacer lugs melt 82 . 84 ,

Die Brennstoffzellenvorrichtung 10 umfasst ein elektrisches Anschlussmittel 24. Das elektrische Anschlussmittel 24 ist zumindest zu einem Großteil außerhalb des Brennstoffzellentubus 46 angeordnet. Das elektrische Anschlussmittel 24 bildet einen Draht aus. Das elektrische Anschlussmittel 24 ist zu einer elektrischen Kontaktierung der Funktionsschicht 28 vorgesehen. Das elektrische Anschlussmittel 24 ist außerhalb der Gasversorgungskanäle 18, 20, 22, 64, 66 angeordnet. Das elektrische Anschlussmittel 24 ist mit einem Kontaktschuh 86 und/oder eine Nickelpaste mit der Funktionsschicht 28 verbunden. Der Kontaktschuh 86 kann hierbei über einen Keil 88 eingeklemmt sein. Alternativ oder zusätzlich kann der Kontaktschuh 86 mit der Funktionsschicht 28 laserverschmelzt werden. Der Kontaktschuh 86 ist aus Nickel ausgebildet. Es ist in diesem Zusammenhang auch denkbar, dass der Kontaktschuh 86 aus einem anderen, dem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Material, wie insbesondere einer Nickellegierung ausgebildet ist.The fuel cell device 10 includes an electrical connection means 24 , The electrical connection means 24 is at least for the most part outside the fuel cell tube 46 arranged. The electrical connection means 24 forms a wire. The electrical connection means 24 is to an electrical contacting of the functional layer 28 intended. The electrical connection means 24 is outside the gas supply channels 18 . 20 . 22 . 64 . 66 arranged. The electrical connection means 24 is with a contact shoe 86 and / or a nickel paste with the functional layer 28 connected. The contact shoe 86 can do this over a wedge 88 be trapped. Alternatively or additionally, the contact shoe 86 with the functional layer 28 be laser fused. The contact shoe 86 is made of nickel. It is also conceivable in this context that the contact shoe 86 from another, the expert appears useful as material, in particular a nickel alloy is formed.

Wie in der 3 gezeigt, wird zunächst der Brennstoffzellentubus 46 mit der Gasführungslanze 30 gesintert (z.B. über Cosintern und/oder Montagesintern). Der Sintervorgang erfolgt bei etwa 1200°C. Anschließend wird das elektrische Anschlussmittel 24 mit der Funktionsschicht 28 elektrisch verbunden. Wie in der 4 gezeigt, wird anschließend das Dichtungselement 42 in axialer Richtung auf den Brennstoffzellentubus 46 und die Gasführungslanze 30 aufgelegt. Anschließend wird die Brennstoffzellenvorrichtung 10 auf dem Trägerelement 16 positioniert. Schließlich verschmelzen in einem Verglasungsprozess das Trägerelement 16 und die Brennstoffzellenvorrichtung 10 zu einem monolithischen Teil. Der Verglasungsprozess erfolgt bei etwa 1000°C. Bei einer entstehenden Leckage des Dichtungselements 42 besteht eine Möglichkeit der Selbstheilung. Wird das Dichtungselement 42 undicht, tritt im Betrieb Wasserstoff aus, der sich bei der Betriebstemperatur mit der Luft entzündet und lokal eine Wasserstoffflamme bildet. Diese ist heißer als die Schmelztemperatur des Glases des Dichtungselements 42, so dass partiell Aufschmelzungen stattfinden können, die unmittelbar die Leckage abdichten können.Like in the 3 First, the fuel cell tube is shown 46 with the gas guiding lance 30 sintered (eg via cosines and / or assembly internals). The sintering process takes place at about 1200 ° C. Subsequently, the electrical connection means 24 with the functional layer 28 electrically connected. Like in the 4 is shown, then the sealing element 42 in the axial direction of the fuel cell tube 46 and the gas guiding lance 30 hung up. Subsequently, the fuel cell device 10 on the carrier element 16 positioned. Finally, in a glazing process, the carrier element merge 16 and the fuel cell device 10 to a monolithic part. The glazing process takes place at about 1000 ° C. In the event of leakage of the sealing element 42 there is a possibility of self-healing. Will the sealing element 42 In operation, hydrogen leaks during operation, which at the operating temperature ignites with the air and locally forms a hydrogen flame. This is hotter than the melting temperature of the glass of the sealing element 42 , so that partial melting can take place, which can directly seal the leakage.

In der 5 ist ein Teil des Brennstoffzellenstacks im montierten Zustand dargestellt. Der Brennstoffzellenstack umfasst ein Abstandselement 26, das dazu vorgesehen ist, das elektrische Anschlussmittel 24 vom Trägerelement 16 zu beabstanden. Das Abstandselement 26 bildet ein Keramikröhrchen aus.In the 5 is a part of the fuel cell stack shown in the assembled state. The fuel cell stack includes a spacer 26 , which is intended to be the electrical connection means 24 from the carrier element 16 to space. The spacer element 26 forms a ceramic tube.

Claims (12)

Brennstoffzellenstack mit zumindest einer Brennstoffzellenvorrichtung (10, 12, 14) und mit zumindest einem Trägerelement (16), das zu einem Tragen der zumindest einen Brennstoffzellenvorrichtung (10, 12, 14) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Trägerelement (16) zumindest im Wesentlichen aus einem Metall ausgebildet ist.Fuel cell stack with at least one fuel cell device ( 10 . 12 . 14 ) and with at least one carrier element ( 16 ), which contributes to carrying the at least one fuel cell device ( 10 . 12 . 14 ) is provided, characterized in that the at least one support element ( 16 ) is formed at least substantially of a metal. Brennstoffzellenstack nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Trägerelement (16) zumindest im Wesentlichen aus einem aluminiumoxidbildenden Werkstoff ausgebildet ist.Fuel cell stack according to claim 1, characterized in that the at least one carrier element ( 16 ) is formed at least substantially of an alumina-forming material. Brennstoffzellenstack nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Trägerelement (16) zumindest einen Gasversorgungskanal (18, 20, 22) umfasst, der zu einer Gaszuführung zur zumindest einen Brennstoffzellenvorrichtung (10, 12, 14) vorgesehen ist.Fuel cell stack according to claim 1 or 2, characterized in that the at least one carrier element ( 16 ) at least one gas supply channel ( 18 . 20 . 22 ) leading to a gas feed to the at least one fuel cell device ( 10 . 12 . 14 ) is provided. Brennstoffzellenstack nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Brennstoffzellenvorrichtung (10, 12, 14) zumindest ein elektrisches Anschlussmittel (24) umfasst, das zu einer elektrischen Kontaktierung einer Funktionsschicht (28) der zumindest einen Brennstoffzellenvorrichtung (10, 12, 14) vorgesehen ist und das außerhalb des zumindest einen Gasversorgungskanals (18, 20, 22) angeordnet ist. Fuel cell stack according to claim 3, characterized in that the at least one fuel cell device ( 10 . 12 . 14 ) at least one electrical connection means ( 24 ), which leads to an electrical contacting of a functional layer ( 28 ) of the at least one fuel cell device ( 10 . 12 . 14 ) and that outside the at least one gas supply channel ( 18 . 20 . 22 ) is arranged. Brennstoffzellenstack nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Brennstoffzellenvorrichtung (10, 12, 14) eine Gasführungslanze (30) aufweist, die zumindest einen Abluftkanal (32) umfasst, der an einem Ende (34) in eine Radialrichtung (36) und der an einem anderen Ende (38) in eine Axialrichtung (40) geöffnet ist.Fuel cell stack according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one fuel cell device ( 10 . 12 . 14 ) a gas guiding lance ( 30 ), the at least one exhaust duct ( 32 ), which at one end ( 34 ) in a radial direction ( 36 ) and at another end ( 38 ) in an axial direction ( 40 ) is open. Brennstoffzellenstack nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Brennstoffzellenvorrichtung (10, 12, 14) zumindest ein Dichtungselement (42) umfasst, die zumindest eine axial durchgängige Abluftausnehmung (44) umfasst.Fuel cell stack according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one fuel cell device ( 10 . 12 . 14 ) at least one sealing element ( 42 ), which has at least one axially continuous exhaust air recess ( 44 ). Brennstoffzellenstack nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Brennstoffzellenvorrichtung (10, 12, 14) einen Brennstoffzellentubus (46) umfasst, der zu einer ausschließlich axialen Kontaktierung mit einem Dichtungselement (42) vorgesehen ist.Fuel cell stack according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one fuel cell device ( 10 . 12 . 14 ) a fuel cell tube ( 46 ), which results in an exclusively axial contacting with a sealing element ( 42 ) is provided. Brennstoffzellenstack nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Brennstoffzellenvorrichtung (10, 12, 14) einen Brennstoffzellentubus (46) umfasst, der an einer Außenfläche (48) zumindest einen Montageflügel (50, 52) umfasst, der zu einer Montagehilfe vorgesehen ist.Fuel cell stack according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one fuel cell device ( 10 . 12 . 14 ) a fuel cell tube ( 46 ) located on an outer surface ( 48 ) at least one mounting wing ( 50 . 52 ) provided for an assembly aid. Brennstoffzellenstack nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Brennstoffzellenvorrichtung (10, 12, 14) einen maximalen Außendurchmesser (54) von weniger als 45 mm aufweist.Fuel cell stack according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one Fuel cell device ( 10 . 12 . 14 ) a maximum outer diameter ( 54 ) of less than 45 mm. Brennstoffzellenvorrichtung (10, 12, 14) eines Brennstoffzellenstacks nach einem der vorhergehenden Ansprüche. Fuel cell device ( 10 . 12 . 14 ) of a fuel cell stack according to any one of the preceding claims. Trägerelement (16) eines Brennstoffzellenstacks nach einem der Ansprüche 1 bis 9.Carrier element ( 16 ) of a fuel cell stack according to one of claims 1 to 9. Verfahren zur Herstellung eines Brennstoffzellenstacks, insbesondere einem Brennstoffzellenstack nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei nach einem Sintern eines Brennstoffzellentubus (46) einer Brennstoffzellenvorrichtung (10, 12, 14) mit einer Gasführungslanze (30) der Brennstoffzellenvorrichtung (10, 12, 14) ein elektrisches Anschlussmittel (24) mit einer Funktionsschicht (28) der Brennstoffzellenvorrichtung (10, 12, 14) elektrisch verbunden wird.A method for producing a fuel cell stack, in particular a fuel cell stack according to one of claims 1 to 9, wherein after sintering of a fuel cell tube ( 46 ) a fuel cell device ( 10 . 12 . 14 ) with a gas guiding lance ( 30 ) of the fuel cell device ( 10 . 12 . 14 ) an electrical connection means ( 24 ) with a functional layer ( 28 ) of the fuel cell device ( 10 . 12 . 14 ) is electrically connected.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3139957C2 (en) 1981-10-08 1984-05-17 Dornier System Gmbh, 7990 Friedrichshafen Metal-ceramic connection and its use
DE102010001800A1 (en) 2010-02-11 2011-08-11 Robert Bosch GmbH, 70469 The fuel cell system
DE102013212417A1 (en) 2013-06-27 2014-12-31 Robert Bosch Gmbh MIM High-temperature cells connection

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3139957C2 (en) 1981-10-08 1984-05-17 Dornier System Gmbh, 7990 Friedrichshafen Metal-ceramic connection and its use
DE102010001800A1 (en) 2010-02-11 2011-08-11 Robert Bosch GmbH, 70469 The fuel cell system
DE102013212417A1 (en) 2013-06-27 2014-12-31 Robert Bosch Gmbh MIM High-temperature cells connection

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