DE69204494T2

DE69204494T2 - Fest-Elektrolyt-Brennstoffzellenstapel.

Info

Publication number: DE69204494T2
Application number: DE69204494T
Authority: DE
Inventors: Kosuke Akagi
Original assignee: Osaka Gas Co Ltd
Current assignee: Osaka Gas Co Ltd
Priority date: 1991-03-01
Filing date: 1992-02-25
Publication date: 1996-02-22
Anticipated expiration: 2012-02-26
Also published as: US5252409A; DE69204494D1; EP0501401A1; JP2966548B2; EP0501401B1; JPH04274173A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Brennstoffzelle und im besonderen eine Brennstoffzelle mit einer Vielzahl von Zellen, die jede eine dreischichtige Plattenanordnung und einen an dieser befestigten Separator aufweist. Die dreischichtige Plattenanordnung besteht im wesentlichen aus einer festen Elektrolytschicht, einer Sauerstoffelektrode, die an einer Seite der Elektrolytschicht befestigt ist, und einer Brennstoffelektrode, die an der anderen Seite der Elektrolytschicht befestigt ist. Im zusammengesetzten Zustand bildet jede Zelle einen innerzellulären Fließdurchgang, und ein interzellulärer Fließdurchgang ist zwischen jedem benachbarten Paar Zellen gebildet. Einer der innerzellulären Fließdurchgänge und die interzelluläre Fließdurchgänge wirken als ein Fließdurchgang für sauerstoffhaltiges Gas für die Sauerstoffelektrode, während der andere als Brennstofffließdurchgang für die Brennstoffelektrode jeder Zelle wirkt.
Die Figuren 19 und 20 zeigen eine typische herkömmliche Brennstoffzelle. Diese Brennstoffzelle umfaßt eine Vielzahl von dreischichtigen Strukturen und Separatorplatten 4, die alternierend übereinander liegen. Jede Separatorplatte 4 bildet eine Vielzahl von seitlich sich erstrekkenden Nuten m in einer Seite und eine Vielzahl von sich vertikal erstreckenden Nuten n in der anderen Seite. Ein Separator 4 und eine dreischichtige Struktur bilden zusammen eine keramische vielschichtige Zellenanordnung. Eine Vielzahl der Zellenanordnungen sind miteinander in einem Sintervorgang integriert, so daß die Nuten m und die weiteren Nuten n des Separators 4 jeweils zwei Arten von Fließdurchgängen bilden. Eine Art dieser Fließdurchgänge bilden einen innerzellulären Fließdurchgang f1, während die andere Art der Fließdurchgänge einen interzellulären Fließdurchgang f2 bilden, und einer der Durchgänge f1 und f2 wird ein als Fließdurchgang für sauerstoffhaltiges Gas für die Sauerstoffelektrode 2 der Zelle 6 benutzt, während der andere als Brennstofffließdurchgang für die Brennstoffelektrode 3 der Zelle 6 benutzt wird.
In den Figuren bezeichnen F1 und F2 einen Luftzufuhrdurchgang und einen Abluftdurchgang für die innerzellulären Fließdurchgänge f1. Ahnlich bezeichnen weitere Bezugszahlen F3 und F4 einen Luftzufuhrdurchgang und einen Abluftdurchgang für die interzellulären Fließdurchgänge f2. Die Bezugszahlen 26, 27 bezeichnen Trennwände zum Trennen des Luftzufuhrdurchgangs F1 und des Abluftdurchgangs F2.
Gentäß der oben beschriebenen herkömmlichen Konstruktion ist die Vielzahl der Zellen 6 miteinander in engem Kontakt angeordnet, und sie werden zur Integrierung in diesem Zustand gesintert, so daß die Anordnung keine thermische Verdrehung ausgleichen kann, die in den plattenförmigen Zellen 6 auftritt. Demzufolge besteht die Tendenz, daß Risse an den Zellen 6 auftreten, und folglich kann Brennstoff von dem Brennstofffließdurchgang austreten und dadurch die gesamte Brennstoff zelle beschädigen.
Gemäß eines herkömmlichen Versuches, das obige Problem zu beherrschen, wird eine Lücke im Bereich des interzellulären Fließdurchgangs f2 zwischen einem benachbarten Paar von plattenförmigen Zellen 6 vorgesehen, die jede einen Separator 4 aufweisen, wobei die innerzellulären Fließdurchgänge f1 an einer Seite (entweder die Seite der Sauerstoffelektrode 2 oder die der Brennstoffelektrode 3) der dreischichtigen Plattenanordnung angeordnet sind, so daß die Lücke wirksam die thermische Verdrehung aufnehmen kann, um die Brennstoffzelle zu schützen.
Eine spezifische Konstruktion der obigen Art ist in den Figuren 21, 22 und 23 dargestellt. In dieser Konstruktion ist ein innerer Raum eines Gehäuses 20 in drei Bereiche durch ein Paar von parallelen Trennwänden 21 und 22 aufgeteilt. Jeder der Trennwände 21, 22 besitzt eine Vielzahl von sich parallel erstreckenden Schlitzöffnungen 23, um eine Zelle einzusetzen. Dann wird die Zelle 6 durch die Schlitzöffnungen 23 der zwei Trennwände 21, 22 eingesetzt, wobei gegenüberliegende Öffnungen des innerzellulären Fließdurchgangs f1 durch den Separator 4 gebildet werden, der so ausgerichtet ist, daß er jeweils einem äußeren geteilten Bereich 20c und dem anderen äußeren geteilten Bereich 20a zugewandt ist. Dann ist an dem zentralen geteilten Bereich 20b zwischen den benachbarten Zellen 6 ein interzellulärer Fließdurchgang f2 gebildet, so daß die Zellen 6 in diesem zentralen geteilten Bereich 20b voneinander beabstandet sind. Eine Seite des zentralen geteilten Bereichs 20b bildet einen Luftzufuhrdurchgang F3 in Bezug auf die Position der Zelle für jeden interzellulären Fließdurchgang f2, während die andere Seite des Bereichs 20b den Abluftdurchgang F4 für den interzellulären Fließdurchgang f2 bildet. Auch bildet der äußere geteilte Bereich 20a den Abluftdurchgang F2 für den innerzellulären Fließdurchgang f1.
Die oben beschriebene modifizierte Konstruktion kann in der Tat das Problem der Risse in den Zellen 6 aufgrund der thermischen Verdrehung beseitigen. Andererseits hat die Anordnung eine minimale Öffnungsgröße in Richtung der Dicke der Zelle. Zudem erfordert die Anordnung die Bildung der Vielzahl von Stufen der Schlitzöffnungen 23, um den Einsatz der Zellen zu ermöglichen, wobei jede Öffnung 23 eine hohe Genauigkeit erfordert, um ausreichende Luftdichtigkeit zu gewährleisten. Außerdem muß die Vielzahl der Zellen 6 von einer Seite durch die Schlitzöffnungen 23 der Trennwände 21, 22 eingesetzt werden, so daß die Montage sehr mühsam und teuer ist.
Der Stand der Technik schafft eine weitere modifizierte Konstruktion, die in den Figuren 24 und 25 dargestellt ist. In dieser Konstruktion ist auf jeder Seite der plattenähnlichen Zelle 6 ein erster Abstandshalter 24 angeordnet, der eine Dicke im wesentlichen gleich und eine Länge größer als die Zelle 6 aufweist. Weiter ist an gegenüberliegenden Enden dieser ersten Abstandshalter 24 ein Paar von zweiten Abstandshaltern 25 angelegt. Auf diese zweiten Abstandshalter 25 wird eine weitere Zelle 6 und werden weitere erste Abstandshalter 24 aufgelegt. Da diese übereinander geschichtete Operation wiederholt wird, wird zwischen jeder benachbarten Zelle 6 ein interzellulärer Fließdurchgang f2 gebildet, dessen gegenüberliegenden Seiten durch ein Paar von zweiten Abstandshaltern 25 getrennt sind, so daß die benachbarten Zellen 6 im Bereich des interzellulären Fließdurchgangs f2 voneinander beabstandet sind. Weiter sind die vier Seiten dieser vielschichtigen Anordnung jeweils mit einer Luftleitung 30 verbunden, die einen Luftzufuhrdurchgang F1 für den innerzellulären Fließdurchgang f1 bildet, eine weitere Luftleitung 31 ist vorgesehen zur Bildung eines Abluf tdurchgangs F2 für die innerzellulären Fließdurchgänge f1, und eine noch weitere Luftleitung 28 ist vorgesehen zur Bildung eines Luftzufuhrdurchgangs F3 für die interzellulären Fließdurchgänge f2, und eine noch weitere Luftleitung 29 ist vorgesehen zur Bildung eines Abluf tdurchgangs F4 für die interzellulären Fließdurchgänge f2.
Diese Konstruktion vermeidet die Bildung einer Vielzahl von Schlitzöffnungen 23. Jedoch benötigt die Konstruktion eine große Anzahl von miteinander zu montierenden Teilen, wie eine große Anzahl von Abstandshaltern 24, 25 und die vier Luftleitungen 28, 29, 30 und 31. Weiter ist es schwierig, die Luftleitungen 28, 29, 30, 31 mit der vielschichtigen Anordnung zu verbinden, wobei die Abstandshalter 24, 25 eine gute Luftdichtigkeit haben müssen. Deswegen ist auch diese Konstruktion mühsam und teuer zu montieren.
In Anbetracht des oben beschriebenen Standes der Technik ist die erste Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Brennstoffzelle durch den Einsatz einer ingeniösen Zellanordnung zu schaffen, wobei die verbesserte Zelle leicht und billig zu montieren sein soll und wobei die Zelle wirksam gegen einen Schaden durch thermische Verdrehung geschützt ist.
Zur Lösung der oben genannten Aufgabe umfaßt eine Brennstoffzelle nach der vorliegenden Erfindung:
eine Vielzahl von plattenförmigen Zellen, die nebeneinander in Richtung der Dicke der Zelle angeordnet sind und interzelluläre Fließdurchgänge zwischen benachbart angeordneten Zellen bilden, wobei jede Zelle umfaßt:
eine dreischichtige Plattenanordnung mit einer festen Elektrolytschicht, einer Sauerstoffelektrode, die an einer Seite der Elektrolytschicht befestigt ist, und
eine Brennstoffelektrode, die an der anderen Seite der Elektrolytschicht befestigt ist, und
einen Separator, der an der dreischichtigen Anordnung so befestigt ist, daß er in Zusammenwirken mit einer der Sauerstoffelektroden und der Brennstoffelektrode einen innerzellulären Fließdurchgang bildet,
ein erstes Plattenteil mit einer Dicke, die im wesentlichen einer Dicke der Zelle entspricht,
ein zweites Plattenteil zum Auflegen auf das erste Plattenteil mit einer vorbestimmten Phasenbeziehung dazu, wobei das erste Plattenteil eine Zelleinsatzöffnung bildet unter Einschluß eines Zellgehäuseabschnitts zum Beherbergen der Zelle und erste und zweite Räume zur jeweiligen Verbindung mit gegenüberliegenden offenen Enden des innerzellulären Fließdurchgangs der Zelle, wobei die Zelle beherbergt ist an dem Zellgehäuseabschnitt, wobei das erste Plattenteil weiter eine erste Verbindungsöffnung und eine zweite Verbindungsöffnung bildet, wobei das zweite Plattenteil eine einen interzellulären Fließdurchgang bildende Öffnung bildet unter Einschluß eines einen interzellulären Fließdurchgang bildenden Abschnitts, der der Zelle zugewandt ist, wenn die Zelle an dem ersten Plattenteil beherbergt ist, einen dritten Raum, der mit der ersten Verbindungsöffnung an einem Polende des den interzellulären Fließdurchgang bildenden Abschnitts in Verbindung steht, und einen vierten Raum, der mit der zweiten Verbindungsöffnung an dem anderen Polende des den interzellulären Fließdurchgang bildenden Abschnitts in Verbindung steht, wobei das zweite Plattenteil weiter eine dritte Verbindungsöffnung bildet, die mit dem ersten Raum in Verbindung steht, und eine vierte Verbindungsöffnung, die mit dem zweiten Raum in Verbindung steht,
wobei der interzelluläre Fließdurchgang zwischen den jeweils benachbarten Zellen gebildet ist durch die interzelluläre Fließdurchgänge bildenden Abschnitte, wenn das die Zelle beherbergende erste Plattenteil und das zweite Plattenteil aufeinandergelegt sind,
wobei die erste Verbindungsöffnung im Zusammenwirken mit dem dritten Raum und die zweite Verbindungsöffnung im Zusammenwirken mit dem vierten Raum kontinuierliche Fließdurchgänge bilden, die jeweils einen Luftzufuhrdurchgang und einen Luftauslaßdurchgang für den interzellulären Fließdurchgang bilden,
wobei der erste Raum im Zusammenwirken mit der dritten Verbindungsöffnung und der zweite Raum im Zusammenwirken mit der vierten Verbindungsöffnung weitere kontinuierliche Fließdurchgänge bilden, die jeweils einen Luftzufuhrdurchgang und einen Luftauslaßdurchgang für den innerzellulären Fließdurchgang bilden.
Wirkungen und Funktionen der oben beschriebenen Konstruktion werden als nächstes beschrieben.
Diese Konstruktion kann beispielsweise wie in den Figuren 1 bis 5 gezeigt ausgeführt werden. Das erste Plattenteil 9 bildet die Zelleinsatzöffnung 11, die erste Verbindungsöffnung 12 und die zweite Verbindungsöffnung 13. Das zweite Plattenteil 10 formt die den interzellulären Fließdurchgang bildende Öffnung 14, die dritte Verbindungsöffnung 15 und die vierte Verbindungsöffnung 16. Dann werden eine Vielzahl dieser ersten und zweiten Plattenteile 9, 10 alternierend aufeinandergelegt mit einer vorbestimmten Phasenbeziehung zueinander.
Die den interzellulären Fließdurchgang bildende Öffnung 14 jedes zweiten Plattenteils 10 hat einen den interzellulären Fließdurchgang bildenden Abschnitt 14a, der der Zelle 6 zugewandt ist, die in dem benachbarten ersten Plattenteil 9 beherbergt ist. Die den interzellulären Fließdurchgang bildende Öffnung 14 besitzt weiter den dritten Raum 14b in der Nähe des einen Polendes des den interzellulären Fließdurchgang bildenden Abschnitts 14a, und den vierten Raum 14c in der Nähe des anderen Polendes des Abschnitts. Demgemäß bilden zwischen jedem benachbarten Paar der Zellen 6 die den interzellulären Fließdurchgang bildenden Abschnitte 14a der den interzellulären Fließdurchgang bildenden Öffnungen 14 den interzellulären Fließdurchgang f2, der sich durch den dritten Raum 14b und den vierten Raum 14c erstreckt. Da dieses zweite Plattenteil 10 mit der den interzellulären Fließdurchgang bildenden Öffnung 14 zwischen den ersten Plattenteilen 9, die jeweils die Zelle 6 beherbergen, eingesetzt ist, sind diese benachbarten Zellen 6 voneinander in dem Bereich des interzellulären Fließdurchgangs f2 beabstandet.
Der dritte Raum 14b, der den interzellulären Fließdurchgang bildenden Öffnung 14 jedes zweiten Plattenteils 10 ist mit der ersten Verbindungsöffnung 12 des ersten Plattenteils 9 verbunden, so daß die erste Verbindungsöffnung 12 und der dritte Raum 14b zusammen einen kontinuierlichen Fließdurchgang F3 bilden, der sich über die Schichtrichtung der Plattenteile erstreckt Dieser kontinuierliche Fließdurchgang F3 ist an jedem dritten Raum 14b mit einem Polende des den interzellulären Fließdurchgang bildenden Abschnitts 14a verbunden, d.h. ein Polende des interzellulären Fließdurchgangs f2 ist durch den den interzellulären Fließdurchgang bildenden Abschnitt 14a gebildet.
Andererseits ist der vierte Raum 14c der den interzellulären Fließdurchgang bildenden Öffnung 14 jedes zweiten Plattenteils 10 mit der zweiten Verbindungsöffnung 13 des ersten Plattenteils 9 verbunden, so daß die zweite Verbindungsöffnung 13 und der vierte Raum 14c zusammen einen weiteren kontinuierlichen Fließdurchgang F4 bilden, der sich ebenfalls über die Schichtrichtung der Plattenteile erstreckt. Dieser kontinuierliche Fließdurchgang F4 ist an jedem vierten Raum 14c mit dem anderen Pol ende des den interzellulären Fließdurchgang bildenden Abschnitts 14a verbunden, d.h. mit dem anderen Polende des interzellulären Fließdurchgangs f2, der durch den den Fließdurchgang bildenden Abschnitt 14a gebildet ist.
D.h., daß der Fließdurchgang F3, der durch die erste Verbindungsöffnung 12 und den dritten Raum 14b, und der weitere Fließdurchgang F4, der durch die zweite Verbindungsöffnung 13 und den vierten Raum 14c gebildet ist, jeweils einen Lufteinlaßdurchgang und einen Abluftdurchgang für den interzellulären Fließdurchgang f3 zwischen den benachbarten Zellen 6 bilden.
Der erste Raum 11b der Zelleinsatzöffnung 11 jedes ersten Plattenteils 9 ist mit der dritten Verbindungsöffnung 15 des zweiten Plattenteils 10 verbunden, so daß der erste Raum 11b und die dritte Verbindungsöffnung 15 zusammen einen kontinuierlichen Fließdurchgang F1 bilden. Da der erste Raum 11b der Zelleinsatzöffnung 11 des ersten Plattenteils 9 mit einer Polöffnung des innerzellulären Fließdurchgangs f1 der Zelle 6 verbunden ist, die an dem Zellbeherbergungsabschnitt 11a angeordnet ist, ist der Fließdurchgang F1 mit einer Polöffnung des innerzellulären Fließdurchgangs f1 an jedem ersten Raum 11b verbunden.
Da der zweite Raum llc der Zellbeherbergungsöffnung 11 des ersten Plattenteils 9 mit der vierten Verbindungsöffnung 16 des zweiten Plattenteils 10 verbunden ist, bilden der zweite Raum 11c und die vierte Verbindungsöffnung 16 zusammen einen kontinuierlichen Fließdurchgang F2, der sich über die Schichtrichtung der Plattenteile erstreckt. Da der zweite Raum 11c an der Zellbeherbergungsöffnung 11 jedes ersten Plattenteils 9 mit der anderen Polöffnung des innerzellulären Fließdurchgangs f1 der Zelle 6 verbunden ist, die an dem Zellbeherbergungsabschnitt 11a beherbergt ist, ist der kontinuierliche Fließdurchgang F2 mit der anderen Polöffnung des innerzellulären Fließdurchgangs f1 an jedem zweiten Raum 11c verbunden.
D.h., daß der Fließdurchgang F1, der durch den ersten Raum 11b und die dritte Verbindungsöffnung 15 gebildet ist, und der weitere Fließdurchgang F2, der durch den zweiten Raum 11c und die vierte Verbindungsöffnung 16 gebildet ist, jeweils einen Luftzuführungsdurchgang und einen Abluftdurchgang für den innerzellulären Fließdurchgang f1 der Zelle 6 bilden.
Wenn in der Zellenkonstruktion zur Bildung des innerzellulären Fließdurchgangs f1 in Verbindung mit der Sauerstoffelektrode 2 der Sparator 4 vorgesehen ist, wird dieser innerzelluläre Fließdurchgang f1 als Fließdurchgang für sauerstoffhaltiges Gas eingesetzt; wohingegen der interzelluläre Fließdurchgang f2, der zwischen den benachbarten Zellen 6, die voneinander beabstandet sind, gebildet ist, als der Durchgang für Brennstoff benutzt wird. Der kontinuierliche Fließdurchgang F4, der durch die erste Verbindungsöffnung 12 und den dritten Raum 11b gebildet ist, und der weitere kontinuierliche Fließdurchgang F4, der durch die zweite Verbindungsöffnung 13 und den vierten Raum 14c gebildet ist, wirken jeweils als Luftzufuhrdurchgang und Abluftdurchgang für den Brennstofffließdurchgang zwischen den Zellen 6.
Wenn alternativ der Separator 4 vorgesehen ist, um den innerzellulären Fließdurchgang f1 in Zusammenwirken mit der Brennstoffelektrode 3 zu bilden, wird dieser innerzelluläre Fließdurchgang f1 als Brennstofffließdurchgang benutzt, wohingegen der interzelluläre Fließdurchgang f2, der zwischen den voneinander beabstandeten benachbarten Zellen 6 gebildet wird, als der Fließdurchgang für sauerstoffhaltiges Gas benutzt wird. Der kontinuierliche Fließdurchgang F3, der durch die erste Verbindungsöffnung 12 und den dritten Raum 14c gebildet wird, und der weitere kontinuierliche Fließdurchgang F4, der durch die zweite Verbindungsöffnung 13 und den vierten Raum 14c gebildet werden, werden jeweils als Luftzufuhrdurchgang und als Abluftdurchgang für den Durchgang für sauerstoffhaltiges Gas eingesetzt, der zwischen den benachbarten Zellen 6 gebildet ist. Der Fließdurchgang F1, der durch den ersten Raum 11b und die dritte Kommunikationsöffnung 15 gebldet wird, und der weitere Fließdurchgang F2, der durch den zweiten Raum llc und die vierte Verbindungsöffnung 16 gebildet werden, werden jeweils als Luftzufuhrdurchgang und als Luftabfuhrdurchgang für den Brennstoffdurchgang der Zelle 6 eingesetzt.
Gemäß der oben beschriebenen erfindungsgemäßen Konstruktion ist die Vielzahl der plattenförmigen Zellen in der Richtung der Zellendicke angeordnet und im Bereich der interzellulären Fließdurchgänge voneinander beabstandet, die zwischen benachbarten Zellen gebildet sind, so daß der Abstand zwischen den benachbarten Zellen die thermische Verdrehung wirksam aufnehmen kann, die an den Zellen auftritt, wobei die Zellen gegen Schaden durch solche Verdrehung geschützt sind, und kein Auslaufen des Brennstoffs von dem Brennstoffdurchgang auftreten kann.
Weiter läßt sich die Bildung der verschiedenen Öffnungen in den jeweiligen Plattenteilen viel leichter als in der vorbeschriebenen modifizierten herkömmlichen Konstruktion bewerkstelligen, welche die Bildung einer Vielzahl von Stufen von sehr kleinen Schlitzöffnungen erfordert, von denen jede eine Öffnungsgröße aufweist, die der Dicke der Zelle entspricht. Durch die einfache Montage der alternierenden Überlagerungen der ersten und zweiten Plattenteile mit den jeweiligen Öffnungen, können die interzellulären Fließdurchgänge zwischen den Zellen, die Luftzufuhr- und Abluftdurchgänge für den interzellulären Fließdurchgang und auch die Lufteinlaß- und Ablaßdurchgänge für den innerzellulären Fließdurchgang auf einmal gebildet werden. Im Ergebnis erfüllt die Erfindung die vorgesehene Aufgabe, eine verbesserte Brennstoffzelle durch den Einsatz einer ingeniösen Zellenanordnung zu schaffen, wobei die verbesserte Zelle eine leichte und billige Montage ermöglicht und dabei diese gegen Schaden durch thermische Verdrehung schützt.
Diese und andere Aspekte, Eigenschaften und Wirkungen der Erfindung gehen klarer aus der nachstehenden detaillierten Beschreibung von Ausgestaltungen der Erfindung hervor, wobei auf die anliegenden Figuren Bezug genommen wird.
Figur 1 ist eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung, die eine Brennstoffzelle nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung zeigt,
Figur 2 ist eine Draufsicht auf ein erstes Plattenteil,
Figur 3 ist eine Draufsicht auf ein zweites Plattenteil
Figur 4 ist ein Schnitt,
Figur 5 ist ein Schnitt in einer Richtung normal zu der Richtung des Schnittes in Figur 4,
Figur 6 ist ein Schnitt, der eine Brennstoffzelle nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung zeigt,
Figur 7 ist ein Schnitt normal zu der Richtung des Schnittes in Figur 6,
Figur 8 ist eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung, die eine Brennstoffzelle nach einer noch weiteren Ausgestaltung der Erfindung zeigt,
Figur 9 ist eine Draufsicht, die ein erstes Plattenteil zeigt, wie es in der Brennstoffzelle in Figur 8 eingesetzt ist,
Figur 10 ist eine Draufsicht, die ein zweites Plattenteil zeigt, wie es in der Brennstoffzelle in Figur 8 eingesetzt ist,
Figur 11 ist ein Schnitt von Figur 8,
Figur 12 ist ein Schnitt entlang einer Richtung normal zu der Richtung des Schnittes in Figur 11,
Figur 13 ist eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung einer Brennstoffzelle nach einer noch weiteren Ausgestaltung der Erfindung,
Figur 14 ist eine Draufsicht, die ein erstes Plattenteil zeigt, das in einer Brennstoffzelle in Figur 13 eingesetzt ist,
Figur 15 ist eine Draufsicht, die ein zweites Plattenteil zeigt, das in der Brennstoffzelle in Figur 13 eingesetzt ist,
Figur 16 ist eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung, die eine Brennstoffzelle nach einer noch weiteren Ausgestaltung der Erfindung zeigt,
Figur 17 ist eine Draufsicht, die ein erstes Plattenteil in der Brennstoffzelle in Figur 16 zeigt,
Figur 18 ist eine Draufsicht, die ein zweites Plattenteil in der Brennstoff zelle in Figur 17 zeigt,
Figur 19 ist ein Schnitt einer herkömmlichen Brennstoffzellenkonstruktion,
Figur 20 ist eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung der Brennstoffzellenkonstruktion in Figur 19,
Figur 21 ist ein oberer Schnitt zum Vergleich,
Figur 22 ist ein Schnitt von Figur 21,
Figur 23 ist ein vertikaler Schnitt der Konstruktion in Figur 21,
Figur 24 ist eine perspektivische Darstellung, die eine weitere konventionelle Brennstoffzellenkonstruktion zeigt, und
Figur 25 ist eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung der konventionellen Brennstoffzellenkonstruktion in Figur 24.
Bevorzugte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Brennstoffzelle werden nunmehr in Einzelheiten unter Bezugnahme auf die anliegenden Figuren beschrieben.
Die Figuren 1 bis 5 zeigen eine Brennstoffzelle nach einer ersten Ausgestaltung der Erfindung. Diese Brennstoffzelle umfaßt eine dreischichtige Plattenanordnung, die im wesentlichen aus einer rechteckigen festen Elektrolytschicht 1 besteht, einer film- oder plattenförmigen Sauerstoffelektrode 2, die im wesentlichen an der gesamten einen Seite der Elektrolytschicht 1 befestigt ist, und einer film- oder plattenförmigen Brennstoffelektrode 3, die an der im wesentlichen gesamten anderen Seite der Schicht 1 befestigt ist, so daß eine elektromotorische Kraft durch die Sauerstoffelektrode 2 und die Brennstoffelektrode 3 erzeugt wird.
Die feste Elektrolytschicht 1 wird aus jedem geeigneten Material wie tetragonales ZrO&sub2; gebildet, das durch feste Lösung von Yt (Y&sub2;O&sub3;) von ungefähr 3 mol% gebildet ist.
Die Sauerstoffelektrode 2 ist aus geeignetem Material wie LaMnO gebildet. Die Brennstoffelektrode 3 wird aus jedem geeignetem Material wie einem Cermet aus Ni und ZrO&sub2; gebildet.
An der Seite der Sauerstoffelektrode 2, die an der dreischichtigen Anordnung befestigt ist, ist ein leitender Separator 4 befestigt mit einem Paar Rippen 4a, wobei diese Rippen 4a über die gesamt Länge an der festen Elektrolytschicht 1 befestigt sind (In dieser Hinsicht scheinen die Rippen 4a in Figur 5 an der Sauerstoffelektrode 2 befestigt zu sein. Da jedoch diese Sauerstoffelektrode 2 von poröser Natur ist, sind die Rippen 4a tatsächlich an der festen Elektrolytschicht 1 befestigt.). Dadurch wird eine plattenförmige Zelle 6 für die Brennstoffzelle gebildet, wobei die Zelle 6 einen innerzellulären Fließdurchgang f1 zwischen der Sauerstoffelektrode 2 und dem Separator 4 besitzt.
Der oben beschriebene innerzelluläre Fließdurchgang f1 schafft einen Fließdurchgang 5 für sauerstoffhaltiges Gas für die Sauerstoffelektrode 2.
Der Separator 4 wird aus jedwelchem geeigneten Material wie LaCrO gebildet, welches einen guten Widerstand gegen Korrosion durch Oxidation und Reduktion besitzt.
Im Inneren des innerzellulären Fließdurchgangs f1, der als Fließdurchgang 5 für sauerstoffhaltiges Gas eingesetzt wird, sind flexible Leiter 7 angeordnet, die eine thermische Verdrehung absorbieren können, und die im wesentlichen parallel und gleichmäßig beabstandet zueinander und in enger Nähe zur Sauerstoffelektrode 2 und dem Separator 4 angeordnet sind, wodurch ein großer Querschnitt für die elektrische Leitung von der Sauerstoffelektrode 2 zu dem Separator 4 als Zellenpole gebildet wird.
Im besonderen wird jeder Leiter 7 aus jedwelchem geeigneten Material wie einem filzförmigen Material aus LaMnO gebildet, welches einen guten Widerstand gegen Wärme und Säure aufweist.
Dann wird eine Vielzahl von Zellen 6 in Richtung der Dicke der Zellen angeordnet, wobei interzelluläre Fließdurchgänge f2 als Brennstofffließdurchgänge 8 zwischen benachbarten Zellen 6 gebildet werden, und wobei die innerzellulären Fließdurchgänge f1 als Fließdurchgänge 5 für sauerstoffhaltiges Gas von den interzellulären Fließdurchgängen f2 als Brennstofffließdurchgänge 8 getrennt sind. Als nächstes wird die elektrizitätserzeugende Einheit dieser Brennstoffzelle beschrieben.
Ein erstes Plattenteil 9 mit im wesentlichen der gleichen Dicke wie die Zelle 6 und ein zweites Teil 10, welches auf das erste Plattenteil 9 mit einer vorbestimmten Phasenbeziehung dazu gelegt wird, werden bereitgestellt. Das erste Plattenteil 9 schließt eine Zelleneinsatzöffnung 11 ein. Ein zentraler Abschnitt dieser Zelleneinsatzöffnung 11 zwischen gegenüberliegenden Seiten der Zelle, wo der innerzelluläre Fließdurchgang f1 durch den Separator 4, und Innenseitenabschnitte der Öffnung, die den Endflächen der Zelle gegenüber liegt, geschlossen ist, schafft einen Zellbeherbergungsabschnitt 11a. Nur ein Abschnitt des Gaseinlasses für sauerstoffhaltigen Gases ist luftdicht verschlossen. D.h. an dem Abschnitt des Gaseinlasses für sauerstoffhaltiges Gas auf den oberen und unteren Seiten, wo sich das erste Plattenteil 9 und das zweite Plattenteil 10 überlappen, bilden die Innenseite des ersten Plattenteils 9 und ein Dichtungsteil zusammen eine luftdichte Versiegelung, wobei ein Gasauslaß für sauerstoffhaltiges Gas unversiegelt offen und die Absorbtion einer thermischen Ausdehnung ermöglicht. Gegenüberliegende Seiten nahe dem Zellbeherbergungsabschnitt 11a der Zelleinsatzöffnung 11 schaffen erste und zweite Räume 11b, 11c zur jeweiligen Verbindung mit den gegenüberliegenden Polöffnungen des innerzellulären Fließdurchganges f1 als des Fließdurchganges 5 für sauerstoffhaltiges Gas für die beherbergte Zelle 6 (d.h. zur jeweiligen Verbindung mit den gegenüberliegenden Polöffnungen des innerzellulären Fließdurchgangs f1).
Durch die Schaffung der luftdichten Versiegelung zwischen den gegenüberliegenden Endseiten der Zelle 6, wo der innerzelluläre Fließdurchgang f1 geschlossen ist, und den inneren Seitenabschnitten der Zelleinsatzöffnung 11, die den Endseiten der Zelle gegenüber liegt, ist eine Anordnung geschaffen, die eine thermische Kontraktion in der Richtung des innerzellulären Fließdurchgangs f1 der beherbergten Zelle 6 ermöglicht (d.h. die thermische Kontraktion der beherbergten Zelle 6, wobei die Spalten eingesetzt werden, die durch die ersten und zweiten Räume 11b, 11c geschaffen werden).
Das erste Plattenteil 9 bildet eine erste Verbindungsöffnung 12 und eine zweite Verbindungsöffnung 13 auf gegenüberliegenden Seiten des Zellbeherbergungsabschnitts 11a in der Richtung, die sich normal zu der Richtung des Zellbeherbergungsabschnitts 11a, der ersten und zweiten Räume 11b, 11c der Zelleinsatzöffnung 11 erstreckt.
Andererseits bildet das zweite Plattenteil 10 eine Öffnung 14, die einen interzellulären Fließdurchgang bildet. Ein zentraler Abschnitt dieses den interzellulären Fließdurchgang bildenden Abschnitts 14 bildet einen interzellulären Fließdurchgang bildenden Abschnitt 14a, der einer Plattenseite der Zelle 6 zugewandt ist, die in dem ersten Plattenteil 9 beherbergt ist, wobei gegenüberliegende Kanten der Plattenseite der Zelle 6, die in dem ersten Plattenteil 9 beherbergt ist, und offene Kanten, die den gegenüberliegenden Plattenkanten zugewandt sind, in luftdichtem Zustand gehalten sind. Gegenüberliegende Abschnitte über den den interzellulären Fließdurchgang bildenden Abschnitt 14a der Öffnung 14, die den interzellulären Fließdurchgang bildet, schaffen einen dritten Raum 14b, der mit der ersten Verbindungsöffnung 12 des ersten Plattenteils 9 in Verbindung steht, und einen vierten Raum 14c, der mit der zweiten Verbindungsöffnung 13 des ersten Plattenteils 9 in Verbindung steht.
Das zweite Plattenteil 10 bildet eine dritte Verbindungsöffnung 15, die mit dem ersten Raum 11b der Zelleinsatzöffnung 11 des ersten Plattenteils 9 in Verbindung steht, und eine vierte Verbindungsöffnung 16, die mit dem zweiten Raum 11c der Zelleinsatzöffnung 11 des ersten Plattenteils 9 in Verbindung steht, auf gegenüberliegenden Seiten des den interzellulären Fließdurchgang bildenden Abschnitts 14a in einer Richtung, die sich normal zu dem den interzellulären Fließdurchgang bildenden Abschnitt 14a und den dritten und vierten Räumen 14b, 14c der den interzellulären Fließdruchgang bildenden Öffnung 14 erstreckt.
Wie in Figuren 4 und 5 dargestellt, werden das erste Plattenteil 9 und das zweite Plattenteil 10 in vorbestimmter Phasenbeziehung aufeinandergelegt, wobei der den interzellulären Fließdurchgang bildende Abschnitt 14a der den interzellulären Fließdurchgang bildenden Öffnung des zweiten Plattenteils 10 mit einem flexiblen Metallfaserwerkstoff A gefüllt werden (z.B. aus Ni), das Gaspermeabilität aufweist und eine thermische Verdrehung der Zelle 6 in Richtung ihrer Dicke aufnehmen kann. Der den interzellulären Fließdurchgang bildende Abschnitt 14a der den interzellulären Fließdurchgang bildenden Öffnung 14 jedes zweiten Plattenteils 10 bildet zwischen den benachbarten Zellen einen interzellulären Fließdurchgang f2 als Brennstofffließdurchgang 8 (d.h. den Durchgang für Brennstoff durch das gasdurchlässige Metallfibermaterial A). Demgemäß sind die benachbarten Zellen 6 voneinander im Bereich des interzellulären Fließdurchgangs f2 beabstandet. Weiter bilden der erste Raum 11b der Zelleinsatzöffnung 11 des ersten Plattenteils 9 und die dritte Verbindungsöffnung 15 des zweiten Plattenteils 10 zusammen einen kontinuierlichen Fließdurchgang F1, der sich in der Schichtrichtung der Plattenteile erstreckt. Dieser Fließdurchgang F1 wirkt als Lufteinlaßdurchgang für den innerzellulären Fließdurchgang f1, der als Fließdurchgang 5 für sauerstoffhaltiges Gas eingesetzt wird. Der zweite Raum 11c der Zelleinsatzöffnung 11 des ersten Plattenteils 9 und die vierte Verbindungsöffnung 16 des zweiten Plattenteils 10 bilden zusammen einen weiteren kontinuierlichen Fließdurchgang F2, der sich in der Schichtrichtung der Plattenteile erstreckt. Dieser Fließdurchgang F2 wirkt als Abluftdurchgang für den innerzellulären Fließdurchgang f1, der als Fließdurchgang 5 für sauerstoffhaltiges Gas eingesetzt wird. Weiter bilden die erste Verbindungsöffnung 12 des ersten Plattenteils 9 und der dritte Raum 14a der den interzellulären Fließdurchgang bildenden Öffnung 14 des zweiten Plattenteils 10 zusammen einen kontinuierlichen Fließdurchgang F3, der sich in der Schichtrichtung der Plattenteile erstreckt. Dieser Fließdurchgang F3 wirkt als Luftzufuhrdurchgang für den interzellulären Fließdurchgang f2, der zwischen den benachbarten Zellen 6 als Brennstofffließdurchgang 8 gebildet ist. Die zweite Verbindungsöffnung 13 des ersten Plattenteils 9 und der vierte Raum 14b der den interzellularen Fließdurchgang bildenden Öffnung 14 des zweiten Plattenteils 10 bilden zusammen einen weiteren kontinuierlichen Fließdurchgang F4, der sich in der Schichtrichtung der Plattenteile erstreckt. Dieser Fließdurchgang F4 wirkt als Abluftdurchgang für den interzellulären Fließdurchgang f2, der zwischen den benachbarten Zellen 6 als Brennstofffließdurchgang 8 gebildet ist.
Bei der oben beschriebenen elektrizitätserzeugenden Einheit der Brennstoffzelle wird jeder der Fließdurchgänge 5 für sauerstoffhaltiges Gas, die durch den innerzellulären Fließdurchgang f1 gebildet werden, mit sauerstoffhaltigem Gas wie Luft, Sauerstoff, mit Sauerstoff angereicherter Luft und Sauerstoff versorgt. Auf der anderen Seite wird jeder Brennstofffließdurchgang 8, der durch den interzellulären Fließdurchgang f2 gebildet wird, mit verschiedenen Arten von Brennstoff wie z.B. H versorgt. Im Ergebnis wird in jeder Zelle 6 Elektrizität durch die Wirkung der festen Elektrolytschicht 1 erzeugt, und die elektrische Energie wird von einer großen Zahl Zellen 6 zusammengeführt, die elektrisch in Serie geschaltet sind.
Einige weitere Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung werden im einzelnen weiter unten beschrieben.
In der vorigen Ausgestaltung ist der Separator 4 an der Seite der Sauerstoffelektrode 2 angeordnet, so daß der innerzelluläre Fließdurchgang f2 als der Fließdurchgang 5 für sauerstoffhaltiges Gas zwischen dem Separator 4 und der Sauerstoffelektrode 2 gebildet wird. Eine alternative Konstruktion ist möglich und wird in den Figuren 6 und 7 gezeigt. In dieser alternativen Konstruktion wird an der Zelle 6 der Separator 4 an der Seite der Brennstoffelektrode 3 angeordnet und bildet den innerzellulären Fließdurchgang f1 als den Brennstofffließdurchgang 8 zwischen dem Separator 4 und der Brennstoffelektrode 3. Bei dieser Anordnung sind das erste Plattenteil 9 und das zweite Plattenteil 10 in der gleichen Art wie in der vorigen Ausgestaltung angeordnet.
In der alternativen Schichtstruktur des ersten Plattenteils 9 und des zweiten Plattenteils 10 schafft der den interzellulären Fließdurchgang bildende Abschnitt 14a der den interzellulären Fließdurchgang bildenden Öffnung 14 jeder zweiten Platte 10 den interzellulären Fließdurchgang f2 als den Fließdurchgang 5 für sauerstoffhaltiges Gas zwischen den benachbarten Zellen 6. Der kontinuierliche Fließdurchgang F1, der durch den ersten Raum 11b der Zelleinsatzöffnung 11 des ersten Plattenteils 9 und die dritte Verbindungsöffnung 15 des zweiten Plattenteils 10 gebildet ist und sich in Schicht-Richtung der Plattenteile erstreckt, und der weitere kontinuierliche Fließdurchgang F2, der von dem zweiten Raum 11c der Zelleinsatzöffnung 11 des ersten Plattenteils 9 und der vierten Verbindungsöffnung 16 des zweiten Plattenteils 10 gebildet ist und sich in der Schichtrichtung der Plattenteile erstreckt, formen jeweils den Lufteinlaßdurchgang und den Abluftdurchgang für den innerzellulären Fließdurchgang f1 als Brennstofffließdurchgang 8. Ähnlich bilden der kontinuierliche Fließdurchgang F3, der durch die erste Verbindungsöffnung 12 des ersten Plattenteils 9 und den dritten Raum 14a der den interzellulären Fließdurchgang bildenden Öffnung 14 des zweiten Plattenteils 10 gebildet ist und sich in Schichtrichtung der Plattenteile erstreckt, und der weitere kontinuierliche Fließdurchgang F4, der durch die zweite Verbindungsöffnung 13 des ersten Plattenteils 9 und den vierten Raum 14b der den interzellulären Fließdurchgang bildenden Öffnung 14 des zweiten Plattenteils 10 gebildet ist, jeweils den Lufteinlaßdurchgang und den Ablaßdurchgang für den interzellulären Fließdurchgang f2 zwischen den angrenzenden Zellen 6 als Fließdurchgang für sauerstoffhaltiges Gas.
Eine noch weitere Ausgestaltung der Erfindung ist in den Figuren 8 bis 12 dargestellt. Bei dieser Konstruktion bildet das erste Plattenteil 9 eine Vielzahl von Zelleinsatzöffnungen 11, die nebeneinander angeordnet sind. Dagegen bildet das zweite Plattenteil 10 eine einen interzellulären Fließdurchgang bildende Öffnung 14, die einen interzellulären Fließdurchgang bildenden Abschnitt 14a aufweist, der dem Zellbeherbergungsabschnitt lla von jeder der Vielzahl von Zelleinsatzöffnungen 11 des ersten Plattenteils 9 entspricht.
Andererseits bildet das zweite Plattenteil 10 eine dritte Verbindungsöffnung 15, die den ersten Räumen 11b der Zelleinsatzöffnungen 11 des ersten Plattenteils 9 entspricht und gemeinsam ist, und eine vierte Verbindungsöffnung 16, die den zweiten Räumen 11c der Zelleinsatzöffnungen 11 des ersten Plattenteils 9 entspricht und gemeinsam ist.
In der Schichtanordnung der ersten Plattenteile 9 und der zweiten Plattenteile 10 ist der innerzelluläre Fließdurchgang f1 jeder beherbergten Zelle 6 parallel mit dem Lufteinlaßdurchgang und dem Ablaßdurchgang den innerzellulären Fließdurchgang verbunden, der jeweils geschaffen ist durch den kontinuierlichen Fließdurchgang F1, der durch die dritte Verbindungsöffnung 15 und den ersten Raum 11b gebildet ist, und den kontinuierlichen Fließdurchgang F2, der durch die vierte Verbindungsöffnung 16 und den zweiten Raum 11c gebildet ist. Andererseits ist der interzelluläre Fließdurchgang f2 für die beherbergten Zellen 6 in Serie mit dem Lufteinlaßdurchgang und dem Abluftdurchgang für den interzellulären Fließdurchgang verbunden, die jeweils geschaffen sind durch den kontinuierlichen Fließdurchgang F3, der durch die erste Verbindungsöffnung 12 und den dritten Raum 14b gebildet ist, und den vierten kontinuierlichen Fließdurchgang F4, der durch die zweite Verbindungsöffnung 13 und den vierten Raum 14c gebildet ist.
Eine noch weitere Ausgestaltung der Erfindung wird in den Figuren 13 bis 15 dargestellt. Bei dieser Konstruktion bildet das erste Plattenteil 9 eine Zelleinsatzöffnung 11 zum Beherbergen einer Vielzahl von Zellen 6, wobei die innerzellulären Fließdurchgänge f1 dieser Zellen in Serie miteinander verbunden sind. Andererseits bildet das zweite Plattenteil 10 eine Vielzahl von interzelluläre Fließdurchgänge bildenden Öffnungen 14, die jeweils einer der Vielzahl der Zellen entsprechen, die in dem ersten Plattenteil 9 beherbergt sind.
D.h., daß in der Schichtanordnung der ersten Plattenteile 9 und der Plattenteile 10 der innerzellulären Fließdurchgang f1 jeder beherbergten Zelle 6 in Serie mit dem Lufteinlaßdurchgang und dem Ablaßdurchgang für den innerzellulären Fließdurchgang verbunden ist, der jeweils bereitgestellt ist durch den kontinuierlichen Fließdurchgang F1, der durch die dritte Verbindungsöffnung 15 und den ersten Raum 11b gebildet ist, und den kontinuierlichen Fließdurchgang F2, der durch die vierte Kommunikationsöffnung 16 und den zweiten Raum 11c gebildet ist. Andererseits ist der interzelluläre Fließdurchgang f2 für die beherbergten Zellen 6 in Parallelschaltung mit dem Lufteinlaßdurchgang und dem Ablaßdurchgang für den interzellulären Fließdurchgang verbunden, die jeweils bereitgestellt werden durch den kontinuierlichen Fließdurchgang F3, der durch die erste Verbindungsöffnung 12 und den dritten Raum 14b geschaffen ist, und den weiteren kontinuierlichen Fließdurchgang F4, der durch die zweite Verbindungsöffnung 13 und den vierten Raum 14c gebildet ist.
Eine noch weitere alternative Konstruktion ist vorstellbar durch Kombination der Konstruktion der Figuren 8 bis 12 mit der weiteren Konstruktion der Figuren 13 bis 15. Diese alternative Konstruktion ist in den Figuren 16 bis 18 dargestellt. In diesem Fall bildet das erste Plattenteil 9 eine Vielzahl von Zelleinsatzöffnungen 11 zum Beherbergen einer Vielzahl von Zellen, wobei die innerzellulären Fließdurchgänge f1 dieser Zellen in Serie miteinander verbunden sind. Andererseits bildet das zweite Plattenteil 10 eine Vielzahl von interzelluläre Fließdurchgänge bildenden Öffnungen 14, die jeweils einen interzelluläre Fließpassage bildenden Abschnitt 14a aufweisen, der der entsprechenden Zelle 6 zugeordnet ist, die an einer der Zelleinsatzöffnungen 11 des ersten Plattenteils 9 beherbergt ist.
Die vorliegenden Ausgestaltungen sollen in jeder Hinsicht als darstellend und nicht einschränkend angesehen werden, wobei der Bereich der Erfindung durch die anhängenden Ansprüche und nicht durch die vorstehende Beschreibung dargestellt ist, und alle Änderungen, die im Bereich der Eguivalenz der Ansprüche liegen, sollen hierin enthalten sein.

Claims

1. Brennstoffzelle mit einer Vielzahl von plattenförmigen Zellen (6), die nebeneinander in Richtung der Dicke der Zelle (6) angeordnet sind und inter-zelluläre Fließdurchgänge (f2) zwischen benachbart angeordneten Zellen (6) bilden, wobei jede Zelle (6) umfaßt:

eine dreischichtige Plattenanordnung mit einer festen Elektrolyt-Schicht (1), eine Sauerstoff-Elektrode (2), die an einer Seite der Elektrolyt-Schicht (1) befestigt ist, und eine Brennstoff-Elektrode (3), die an der anderen Seite der Elektrolyt-Schicht (1) befestigt ist, und

einen Separator (4), der an der dreischichtigen Anordnung so befestigt ist, daß er im Zusammenwirken mit einer der Sauerstoff-Elektroden (2) und der Brennstoff-Elektrode (3) einen interzellulären Fließdurchgang (f1) bildet;

ein erstes Plattenteil (9) mit einer Dicke, die im wesentlichen einer Dicke der Zelle (6) entspricht; und

ein zweites Plattenteil (10) zum Auflegen auf das erste Plattenteil (9) mit einer vorbestimmten Phasenbeziehung dazu;

dadurch gekennzeichnet,

daß das erste Plattenteil (9) eine Zelleinsatzöffnung (11) bildet unter Einschluß eines Zellgehäuseabschnitts (11a) zum Beherbergen der Zelle (6) und erste und zweite Räume (11b, 11c) zur jeweiligen Verbindung mit gegenüberliegenden offenen Enden des interzellulären Fließdurchgangs (f1) der Zelle (6), wobei die Zelle (6) beherbergt ist an dem Zellgehäuseabschnitt (11a), wobei das erste Plattenteil (9) weiter eine erste Verbindungsöffnung (12) und eine zweite Verbindungsöffnung (13) bildet;

das zweite Plattenteil (10) eine einen interzellulären Fließdurchgang bildende Öffnung (14) bildet unter Einschluß eines einen interzellulären Fließdurchgang bildenden Abschnitts (14a), der der Zelle (6) zugewandt ist, wenn die Zelle (6) an dem ersten Plattenteil (9) beherbergt ist, einen dritten Raum (14b), der mit der ersten Verbindungsöffnung (12) an einem Pol ende des den interzellulären Fließdurchgang bildenden Abschnitts (14a) in Verbindung steht, und einen vierten Raum (14c), der mit der zweiten Verbindungsöffnung (13) an dem anderen Polende des den interzellulären Fließdurchgang bildenden Abschnitts (14a) in Verbindung steht, wobei das zweite Plattenteil (10) weiter eine dritte Verbindungsöffnung (15) bildet, die mit dem ersten Raum (11b) in Verbindung steht, und eine vierte Verbindungsöffnung (16), die mit dem zweiten Raum (11c) in Verbindung steht;

der interzelluläre Fließdurchgang (f2) zwischen den jeweils benachbarten Zellen (6) gebildet ist durch die interzelluläre Fließdurchgänge bildenden Abschnitte (14a), wenn das die Zelle (6) beherbergende erste Plattenteil (9) und das zweite Plattenteil (10) aufeinandergelegt sind;

die erste Verbindungsöffnung (12) im Zusammenwirken mit dem dritten Raum (14b) und die zweite Verbindungsöffnung (13) im Zusammenwirken mit dem vierten Raum (14) kontinuierliche Fließdurchgänge (F3, F4) bilden, die jeweils einen Luftzufuhrdurchgang und einen Luftauslaßdurchgang für den interzellulären Fließdurchgang (f2) bilden;

und daß der erste Raum (11b) im Zusammenwirken mit der dritten Verbindungsöffnung (15) und der zweite Raum (11c) im Zusammenwirken mit der vierten Verbindungsöffnung (16) weitere kontinuierliche Fließdurchgänge (F1, F2) bilden, die jeweils einen Luftzufuhrdurchgang und einen Luftauslaßdurchgang für den interzellulären Fließdurchgang (f1) bilden.

2. Brennstoffzelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die feste Elektrolyt-Schicht (1) aus ZrO&sub2; gebildet ist, das durch feste Lösung von Yt (Y&sub2; O&sub3;) von ungefähr 3 mol% erhalten ist.

3. Brennstoffzelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sauerstoff-Elektrode (2) aus LaMn&sub3; gebildet ist.

4. Brennstoffzelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennstoff-Elektrode (3) aus einem Cermet von Ni und ZrO&sub2; gebildet ist.

5. Brennstoffzelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Plattenteil (9) eine Vielzahl von Zelleinsatzöffnungen (11) bildet, die parallel zueinander angeordnet sind, während das zweite Plattenteil (10) eine einen einzelnen interzellulären Fließdurchgang bildende Öffnung (14) bildet mit einem einen interzellulären Fließdurchgang bildenden Abschnitt (14a), der einem üblichen Zellbeherbergungsabschnitt (11a) einer der Vielzahl von Zelleinsatzöffnungen (11) entspricht, die in dem ersten Plattenteil (9) gebildet sind.

6. Brennstoffzelle nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die feste Elektrolyt-Schicht (1) aus ZrO&sub2; gebildet ist, das durch feste Lösung von Yt (Y&sub2; O&sub3;) von etwa 3 mol% erhalten ist.

7. Brennstoffzelle nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Sauerstoff-Elektrode (2) aus LaMnO&sub3; gebildet ist.

8. Brennstoffzelle nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennstoff-Elektrode (3) aus einem Cermet von Ni und ZrO&sub2; gebildet ist.

9. Brennstoffzelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Plattenteil (9) eine Zelleinsatzöffnung (11) zum Beherbergen einer Vielzahl der Zellen (6) bildet, wobei die interzellulären Fließdurchgänge (f1) der Zellen (6) in Serie miteinander verbunden sind, während das zweite Plattenteil (10) eine Vielzahl von interzelluläre Fließdurchgänge bildenden Öffnungen (14) bildet, die jede einer der Vielzahl der Zellen (6) entsprechen, die in dem ersten Plattenteil (9) beherbergt sind.

10. Brennstoffzelle nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die feste Elektrolyt-Schicht (1) aus ZrO&sub2; geformt ist, das durch feste Lösung von Yt (Y&sub2; O&sub3;) von ungefähr 3 mol% erhalten ist.

11. Brennstoffzelle nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Sauerstoff-Elektrode (2) aus LaMnO&sub3; gebildet ist.

12. Brennstoffzelle nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennstoff-Elektrode (3) aus einem Cermet von Ni und ZrO&sub2; gebildet ist.

13. Brennstoffzelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Plattenteil (9) eine Vielzahl von Zelleinsatzöffnungen (11) bildet zum Beherbergen einer Vielzahl von Zellen (6), wobei die interzellulären Fließdurchgänge (f1) dieser Zellen (6) in Serie miteinander verbunden sind, während das zweite Plattenteil (10) eine Vielzahl von interzelluläre Fließdurchgänge bildenden Öffnungen (14) bildet, die jede den einen interzellulären Fließdurchgang bildenden Abschnitt (14a) aufweisen, der für die jeweilige Zelle (6) üblich ist, die an einer der Zelleinsatzöffnungen (11) des ersten Plattenteils (9) beherbergt ist.

14. Brennstoffzelle nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die feste Elektrolyt-Schicht aus ZrO&sub2; gebildet ist, das durch feste Lösung von Yt (Y&sub2; O&sub3;) von etwa 3 mol% erhalten ist.

15. Brennstoffzelle nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Sauerstoff-Elektrode (2) aus LaMnO&sub3; gebildet ist.

16. Brennstoffzelle nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennstoff-Elektrode (3) aus einem Cermet von Ni und ZrO&sub2; gebildet ist.