ES2292875T3 - Placa separadora con varios canales de fluido paralelos para una pila de combustible. - Google Patents
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Abstract
Apilado de pilas de combustible, en particular para un vehículo automóvil, con por lo menos una pila de combustible, la cual presenta por lo menos un electrólito y dos electrodos, y por lo menos una unidad de separador, la cual presenta por lo menos un primer canal de fluido, pudiéndose cargar por lo menos un electrodo, a través de por lo menos un segundo canal de fluido, con un fluido, caracterizada porque está dispuesto por lo menos un segundo canal de fluido, esencialmente a lo largo de la totalidad de su longitud, esencialmente paralelo con respecto a por lo menos un primer canal de fluido.
Description
Placa separadora con varios canales de fluido
paralelos para una pila de combustible.
La presente invención se refiere a un apilado de
pilas de combustible para la obtención de corriente eléctrica, que
comprende por lo menos una pila de combustible.
La transformación de energía química en
eléctrica mediante pilas de combustible supone un método eficiente
y respetuoso con el medio ambiente para la obtención de corriente
eléctrica a partir de los medios de funcionamiento hidrógeno y
oxígeno. Para ello tienen lugar usualmente dos reacciones de
electrodos espacialmente separadas, en las cuales se liberan o se
fijan electrones. Un ejemplo de dos reacciones de electrodos
correspondientes son las siguientes reacciones:
- H_{2} \ \Rightarrow \ 2H^{+} + 2e^{-}
- (reacción anódica)
- 2H^{+} + 2e^{-} + 1/2O_{2} \ \Rightarrow \ H_{2}O
- (reacción catódica)
Mediante conexión eléctrica de las zonas de
reacción espacialmente separadas se puede obtener una parte de la
entalpía de reacción obtenida directamente como corriente.
Usualmente se apilan unas sobre otras varias pilas de combustible,
conectadas eléctricamente en serie, y se utiliza un apilado de
pilas de combustible como fuente de corriente.
Una pila de combustible comprende al mismo
tiempo una unidad de electrólito, la cual separa entre sí los
reactantes hidrógeno y oxígeno y que presenta una conductibilidad
iónica, en particular una conductibilidad de protones H+, así como
por dos electrodos dotados con material de catalizador los cuales,
entre otras cosas, son necesarios para la toma de la corriente
eléctrica generada por las pilas de combustibles.
Los reactantes, hidrógeno y oxígeno, y el
producto de reacción, agua, así como en su caso un refrigerante
para la retirada del calor de reacción sobrante circulan a través de
canales de fluido, no teniendo que estar presentes los reactantes
necesariamente en forma pura. Por ejemplo, el fluido del lado del
cátodo puede ser aire, cuyo oxígeno participa en la reacción. En
particular en el caso de utilización de un refrigerante se procura,
mediante una conexión térmica de los canales de fluido
correspondientes, un intercambio de calor suficiente entre los
fluidos correspondientes.
En el documento DE 100 15 360 Al se describe una
placa separadora para pilas de combustible la cual comprende dos
placas estampadas. Una superficie de las placas estampadas presenta
en cada caso una estructura de canal positiva y otra superficie
presenta una estructura de canal negativa correspondiente. Mediante
conexión de ambas placas resulta un sistema de canal interior de la
placa para un refrigerante y en las superficies exteriores de cada
placa un sistema de canal para corrientes de gas.
Durante el funcionamiento de las pilas de
combustible con placas de separador de este tipo se mantiene,
mediante la utilización de un refrigerante, la temperatura de los
reactantes, a lo largo de una gran parte de la superficie de las
placas, a un nivel esencialmente constante.
Para el proceso de transporte de los iones, en
particular protones, dentro de la unidad de electrólito se
necesita, la mayoría de las veces, una determinada cantidad de
humedad en la unidad de electrólito. Por este motivo se eleva,
usualmente mediante una humectación de los reactantes, el punto de
rocío de los gases de funcionamiento correspondientes en el margen
de la temperatura de funcionamiento de la pila de combustible (por
regla general 60-80°C), con lo cual se evita un
secado de la unidad de electrólito y una pérdida de potencia,
relacionada con él, de la pila de combustible.
Debido a un enriquecimiento por lo menos de un
gas de funcionamiento con el producto de reacción agua se eleva el
punto de rocío de gas de funcionamiento, durante la circulación a
través de la pila de combustible, muy rápidamente por encima de la
temperatura de funcionamiento. De ello resulta una acumulación de
agua líquida en el canal de circulación correspondiente, la cual
tiene un efecto nocivo sobre el rendimiento de la potencia de la
pila de combustible.
La invención se plantea el problema de
proporcionar un apilado de pilas de combustible con un rendimiento
de potencia aumentado.
Este problema se resuelve mediante un apilado de
pilas de combustible con las características de la reivindicación
1.
Según la reivindicación 1, el apilado de pilas
de combustible según la invención comprende por lo menos una pila
de combustible para la obtención de energía eléctrica.
Preferentemente, el apilado de pilas de combustible comprende varias
pilas de combustible conectadas eléctricamente en serie, con lo
cual se puede alcanzar una tensión eléctrica deseada. Dicha por lo
menos una pila de combustible presenta por lo menos un electrólito,
el cual es permeable para iones como por ejemplo iones de
hidrógeno, y dos electrodos eléctricamente conductores.
En particular para la separación espacial de en
cada caso dos pilas de combustible, el apilado de pilas de
combustible presenta unidades de separador, las cuales en cada caso
presentan por lo menos un primer canal de fluido para un primer
fluido, como por ejemplo un refrigerante. Por lo menos un segundo
canal de fluido sirve para la carga de un electrodo con un fluido,
en particular con un gas de proceso. Una unidad de separador
presenta, preferentemente, varios primeros y varios segundos
canales de fluido, para que un primer y un segundo fluido estén
distribuidos superficialmente.
Dicho por lo menos un primer y por lo menos un
segundo canal de fluido están conectados entre sí térmicamente,
para que sea posible un intercambio de calor entre los por lo menos
dos fluidos. Dicho por lo menos un primer y por lo menos un segundo
canal de fluido pueden estar separados, por ejemplo, por una placa,
la cual forma parte de la unidad de separador. En particular, los
primeros y/o los segundos canales de fluido pueden estar estampados
como depresiones en la placa mediante un proceso de estampado.
El problema que se plantea la invención se
resuelve gracias a que dicho por lo menos un segundo canal de
fluido está dispuesto, esencialmente a lo largo de la totalidad de
su longitud, esencialmente paralelo con respecto a un primer canal
de fluido.
Gracias a ello se transmite de forma ventajosa
un perfil de temperatura a lo largo de por lo menos un primer canal
de fluido, a través de una conexión térmica, a dicho por lo menos
un segundo canal de fluido, con lo cual se forma a lo largo del
segundo canal de fluido un perfil de temperatura, el cual
corresponde o es por lo menos similar al perfil de temperatura del
primer canal de fluido.
Dos canales de fluido son paralelos entre sí, en
el sentido de la presente invención, cuando se extienden
predominantemente uno junto a otro. Esto significa que dos canales
de fluido que discurren sólo por secciones en direcciones
diferente:;, por ejemplo en zonas de desviaciones, deben
considerarse asimismo paralelos entre sí. También los canales de
fluido los cuales se separan por zonas, en particular en la zona de
suministros a cámaras de distribución o colectoras, son
esencialmente paralelos entre sí, cuando los canales de fluido
discurren uno junto a otro en una zona esencial, como por ejemplo
una zona de un electrodo de una pila de combustible.
Gracias al paralelismo del por lo menos un
segundo canal de fluido con respecto a dicho por lo menos un primer
canal de fluido se puede ajustar de tal manera un perfil de
temperatura de por lo menos un gas de funcionamiento a lo largo de
por lo menos un segundo canal de fluido, que el punto de rocío del
dicho por lo menos un gas de funcionamiento no supera, en una zona
amplia de la pila de combustible respectiva, la temperatura del gas
de funcionamiento. Esto significa que una parte del agua que se
produce durante la generación de corriente, no tiene que ser
transportada en forma líquida.
De acuerdo con una forma de realización
particularmente preferida de una pila de pilas de combustible según
la invención, durante el funcionamiento de dicha por lo menos una
pila de combustible, la temperatura de un fluido aumenta
constantemente a lo largo particularmente preferida y sencilla,
mediante una circulación en el mismo sentido de los canales de
fluido primeros y segundos. Resulta particularmente ventajoso un
perfil de temperatura que aumenta constantemente, en el cual el
punto de rocío de dicho por lo menos un gas de funcionamiento es,
en la totalidad del canal de fluido del gas de funcionamiento,
inferior o igual a la temperatura del gas de funcionamiento, de
manera que, por un lado, se forma poca o ningún agua líquida en la
pila de combustible correspondiente y, por el otro lado, al
electrólito la corriente de gas insaturada no le retira o retira
únicamente poco agua. Esto tiene un efecto positivo sobre el
rendimiento de la potencia de la pila de combustible
correspondiente y con ello de la unidad de pila de combustible.
De manera adicional, es posible la entrada de un
fluido, por ejemplo un gas de funcionamiento, en dicho por lo menos
un segundo canal de fluido con una temperatura relativamente baja.
Si el fluido es humectado antes de la entrada en el segundo canal de
fluido, para evitar por ejemplo un secado de un unidad de
electrólito, entonces, a causa de la baja temperatura de entrada
del fluido, el gasto de energía para una humectación del mismo está
reducido con respecto a una pila de combustible con una temperatura
de entrada más alta. Con este ahorro de energía se relaciona otro
aumento del rendimiento de la potencia de la pila de pilas de
combustible.
De acuerdo con otra forma de realización
preferida, durante el funcionamiento de dicha por lo menos una pila
de combustible, la temperatura de un fluido desciende
constantemente a lo largo de por lo menos un segundo canal de
fluido. Esto se consigue de forma particularmente ventajosa
mediante direcciones de circulación opuestas de los fluidos a lo
largo del primer y del segundo canal de fluido.
Una caída de la temperatura constante es
preferida, en especial, cuando el fluido no es enriquecido con
agua, en dicho por lo menos un segundo canal de fluido, durante el
funcionamiento de la pila de combustible, sino que sirve para una
humectación de un electrólito y con ello para un transporte de
iones mejorado dentro del electrólito y, en su caso, con este
propósito es humectado previamente antes de la entrada en el segundo
canal de fluido. Mediante la humectación del electrólito se consume
agua a lo largo del segundo canal de fluido, de manera que el punto
de rocío del fluido a lo largo del segundo canal de fluido
desciende. Si desciende la temperatura a lo largo del segundo canal
de fluido, se evita o por lo menos se reduce una caída de la
humedad relativa del fluido en el segundo canal de fluido, de
manera que se fomenta la humectación del electrólito.
\newpage
En un perfeccionamiento preferido de la
invención está prevista por lo menos en cada caso una cámara para
la distribución de en cada caso un luido a varios primeros
respectivamente segundos canales de fluido y por lo menos en cada
caso una cámara para la recogida en cada caso de un fluido de los
primeros respectivamente los segundos canales de fluido. Mediante
una integración de las cámaras en el apilado de pilas de
combustible se consigue una forma constructiva compacta. En
particular en el caso de varios primeros y segundos canales de
fluido que se alternan se hace posible, mediante cámaras
integradas, con la ayuda de una disposición adecuada de los canales,
una estructura particularmente sencilla de la pila de pilas de
combustible.
La distribución y/o recogida del fluido tiene
lugar a través de canales de distribución, los cuales están
dispuestos de tal manera entre la en cada caso una cámara y los
canales de fluido correspondientes, que canales de fluido, los
cuales están asignados a diferentes fluidos, no se comunican entre
sí. Preferentemente, los canales de distribución están formados por
depresiones, de dos placas contiguas, que se comunican entre sí por
lo menos en algunas partes. De forma particularmente preferida, los
canales de distribución son partes de los canales de fluido, es
decir, son fabricados junto con los canales de fluido.
De acuerdo con una estructuración preferida, una
unidad de separador presenta por lo menos dos placas, entre las
cuales está dispuesto dicho por lo menos un primer canal de fluido.
Si las placas están estructuradas delgadas, como láminas, se las
puede dotar, por ejemplo mediante un procedimiento de estampación,
de forma muy sencilla, con depresiones las cuales puede servir para
la formación de canales de fluido. Los canales de fluido se forman
en una lámina o placa mediante depresiones, las cuales están
dispuestas frente a una superficie plana de una lámina o placa
contigua. Igualmente bien pueden estar dispuestas opuestas entre sí
depresiones en dos láminas y/o placas contiguas, de manera que por
lo menos un canal de fluido sea formado conjuntamente mediante
varias depresiones.
De forma particularmente ventajosa una lámina o
placa presenta por lo menos depresiones en dos lados para la
formación de canales de fluido. En particular en el caso de una
lámina o placa muy delgada, las depresiones en un lado forman
elevaciones en el lado opuesto, formándose entre dos elevaciones en
el lado opuesto de nuevo depresiones. De esta manera se puede
dotar, en un proceso de trabajo, una lámina o placa con un perfil
de depresión en dos lados, siendo un perfil sobre un lado
complementario respecto de un perfil en el lado opuesto.
De acuerdo con otra estructuración preferida,
una unidad de separador presenta por lo menos tres placas. Primeros
canales de fluido están dispuestos sobre por lo menos un lado de
una placa central. De forma particularmente preferida, se encuentran
sobre los dos lados de una placa central primeros canales de
fluido, de manera que sobre los dos lados de la por lo menos una
unidad de separador se pueden ajustar diferentes perfiles de
temperatura a lo largo de segundos canales de fluido.
De acuerdo con un perfeccionamiento preferido
dicha por lo menos una lámina o placa está realizada en un material
eléctricamente conductor, como por ejemplo un metal. Gracias a ello
se pueden contactar los electrodos sin una complejidad adicional. En
particular en caso de una conexión eléctrica en serie es posible,
mediante la utilización de un número reducido de capas de apilado
en el apilado de pilas de combustible, un flujo de corriente desde
en cada caso una pila de combustible a una pila de combustible
contigua.
Sobre el rendimiento energético de una pila de
pilas del combustible según la invención se influye de forma
particularmente ventajosa cuando el perfil de temperatura de un
canal de fluido es adaptado a temperaturas deseadas localmente. Este
es el caso particularmente cuando en un segundo canal de fluido
circula un g as de funcionamiento el cual, durante el
funcionamiento de la pila de combustible correspondiente, es
enriquecido con agua. En este caso el punto de rocío del gas de
funcionamiento debe diverger en la totalidad de la pila de
combustible únicamente poco con respecto la temperatura real del
gas de funcionamiento, si bien debe ser preferentemente siempre
menor o igual que la temperatura real del gas de
funcionamiento.
Para una adaptación del perfil de temperatura
por lo menos de un primer canal de fluido a temperaturas deseadas
localmente varía, según una forma de realización ventajosa de la
invención, la superficie de sección transversal del canal de fluido
a lo largo de una dirección de circulación de un fluido que circula
en el canal de fluido. Esto significa que la superficie de sección
transversal del canal de fluido es, en por lo menos un punto y/o en
por lo menos una zona parcial, menor o mayor que en otros puntos y/o
en otras zonas parciales. Con ello se consigue una variación de la
velocidad de circulación del fluido a lo largo de un canal de
fluido, de manera que también varía a lo largo del canal de fluido
una cesión o absorción de calor del fluido con respecto a una
sección longitudinal circulada del canal de fluido. Gracias a ello
se hace posible un ajuste de un perfil de temperatura a lo largo
del canal de fluido.
De acuerdo con otra forma de realización de una
pila de pilas de combustible según la invención, está formada una
separación térmica entre un primer y un segundo canal de fluido y
por lo menos una zona parcial de los dos canales de fluido. Gracias
a ello se varía también una transferencia de calor desde un fluido
en el primer canal de fluido a un fluido en el segundo canal de
fluido o viceversa, con respecto a una sección longitudinal
circulada del primer canal de fluido a lo largo del primer canal de
fluido, con lo cual se puede influir sobre el perfil de temperatura
del canal de fluido.
En el marco de la invención, un primer y un
segundo canal de fluido están separados térmicamente en una zona
parcial, cuando está impedida una transferencia de calor desde el
primer al segundo canal de fluido o viceversa, en la zona parcial
frente a otras zonas parciales de los dos canales de fluido. Esto
significa que en la zona parcial tiene lugar una transferencia de
calor reducida o casi ninguna transferencia de calor desde el
primer al segundo canal de fluido o viceversa. En ambos casos están,
en el marco de la invención, el primer y el segundo canal de fluido
separados térmicamente en la zona parcial.
De acuerdo con un perfeccionamiento preferido la
separación térmica por zonas de los dos canales de fluido está
formada por un elemento de aislamiento, el cual es dispuesto en una
pared de canal de por lo menos un canal de fluido. El elemento de
aislamiento impide una transferencia de calor desde el fluido que
circula en dicho por lo menos un canal de fluido, respectivamente,
al fluido que circula en el canal, con lo cual está garantizada una
separación térmica de los dos canales de fluido según la presente
invención.
De forma particularmente preferida, el elemento
de aislamiento está realizado en un material orgánico y/o cerámico.
Dado que los materiales de este tipo presentan en general una
conductibilidad térmica relativamente reducida, se consigue una
separación térmica de los dos canales de fluido con un elemento de
aislamiento que presenta un grosor pequeño, de manera que las
propiedades de circulación del fluido en el canal de fluido no son
menoscabadas o lo son poco. De forma particularmente ventajosa el
elemento de aislamiento se puede aplicar como revestimiento, en
particular como barnizado, sobre una pared de canal, con lo cual la
complejidad y los costes de montaje son
pequeños.
pequeños.
La invención se explica a continuación con mayor
detalle a partir de la base de ejemplos de formas de realización
haciendo referencia a los dibujos, en los que:
la Fig. 1 muestra una vista inclinada
esquemática de una pila de pilas de combustible;
la Fig. 2 muestra una vista en perspectiva de un
recorte de una sección de una pila de pilas de combustible;
la Fig. 3 muestra una vista en sección
transversal de una unidad de separador;
la Fig. 4 muestra una vista en perspectiva de
una unidad de separador.
En la Fig. 1 está representada esquemáticamente
une forma de realización preferida de un apilado de pilas de
combustible 10. La pila de pilas de combustible 10 está formada,
por capas, a partir de varias placas 20, 30 y 40 y está circundada
por placas finales 50 y 60. Para la toma de corriente están
previstos dos elementos de contacto 70 y 80. El apilado de pilas de
combustible presenta, para dos gases de funcionamiento y un
refrigerante, en cada caso una cámara de distribución no mostrada,
las cuales se pueden cargar en cada caso, a través de una
tubuladura de conexión 90 y 100, con gases de funcionamiento y, a
través de una tubuladura de conexión 110, con un refrigerante. Desde
la cámara de distribución correspondiente los gases de
funcionamiento y el refrigerante circulan a través del apilado de
pilas de combustible 115, para ser captados a continuación cada uno
en una cámara colectora no representada Finalmente, los gases de
funcionamiento abandonan el apilado de pilas de combustible a través
de las tubuladuras de conexión 120 y 130 y el refrigerante a través
de la tubuladura de conexión 140.
La Fig. 2 muestra una representación en
perspectiva de un recorte de un apilado de pilas de combustible
210. Se pueden ver tres placas 220, 231) y 240, presentando la
placa 220 depresiones 250 en un lado que no se ve, las cuales se
pueden ver en el lado 260 opuesto como elevaciones 270, 280 y 290,
las cuales limitan a su vez depresiones 300 y 310 sobre el lado 260
de la placa 220. Las depresiones 250 forman, junto con un lado
plano de la placa 230 contigua, canales de fluido para un
refrigerante, mientras que las depresiones 300 y 310 sirven para la
formación de canales para un gas de funcionamiento.
Cuatro cámaras de distribución 320 para el gas
de funcionamiento y una cámara de distribución 330 para el
refrigerante son formadas mediante escotaduras en las placas 220,
230 y 240, estando obturada la cámara de refrigerante 330 con
respecto a las cámaras de gas funcionamiento 320 mediante una tira
de obturación 335 elastómera. El gas de funcionamiento circula
desde las cámaras de distribución 320, en la dirección de las
flechas 340, al interior de los canales 300 y 310, mientras que el
medio refrigerante circula desde la cámara de distribución 330, en
la dirección de las flechas 350, al interior de los canales 360,
370 y 380.
El gas de funcionamiento o respectivamente el
refrigerante circulan a continuación orientados y paralelos entre
sí a través de los canales de fluido 300 y 310 o, respectivamente,
360, 370 y 380, los cuales están conectados térmicamente entre sí. A
causa de una transferencia de calor desde el gas de funcionamiento
al refrigerante se forma, a lo largo de los canales de
refrigerante, un perfil de temperatura el cual es transmitido de
nuevo al gas de funcionamiento a través de la conexión térmica.
A causa de un exceso de calor, el cual se forma
durante el funcionamiento de una pila de pilas de combustible 210,
el refrigerante es calentado al circular por los canales 360, 370 y
380, de manera que aumenta la temperatura a lo largo de estos
canales. La temperatura del gas de funcionamiento aumenta entonces
asimismo a lo largo de los canales 300 y 310, de manera que, para
parámetros de circulación adecuados como por ejemplo la temperatura
de entrada o la velocidad de circulación ce los fluidos, se puede
conseguir que el punto de rocío del gas de funcionamiento, el cual
aumenta asimismo a lo largo de los canales de circulación 300 y 310
a causa del enriquecimiento con el producto de reacción agua, sea
en todos los sitios en la unidad de pila de combustible algo
inferior o igual a la temperatura local real. De esta manera se
consigue evitar la formación de agua líquida en el gas de
funcionamiento, sin que haya que tener en cuenta un secado de una
unidad de electrólito no mostrada. Gracias a ello se aumenta el
rendimiento de la potencia de la unidad de pila de combustible.
En la Fig. 3 se muestra, en sección transversal,
una unidad de separador 410. La unidad de separador 410 comprende
dos placas de metal 420 respectivamente 430 unidas las cuales
presentan depresiones sobre un lado, las cuales sirven para la
formación de canales de gas funcionamiento 440 o respectivamente
450. Sobre los lados en cada caso opuestos de las placas de metal
420 o respectivamente 430 se encuentran asimismo depresiones,
estando opuesta en cada caso una depresión ce la placa 420 a una
depresión de la placa 430, de manera que en cada caso dos
depresiones opuestas entre sí forman un canal de refrigerante
460.
Las placas de metal están estructuradas, para
realizar una conexión térmica entre los canales de servicio 440 o
respectivamente 450 y los canales de refrigerante 460, con un
grosor particularmente pequeño, de manera que los canales 440 y los
canales 450 están dispuestos complementariamente con respecto a los
canales 460, con lo cual está garantizada una circulación orientada
de los canales 440, 450 y 460.
La Fig. 4 muestra una unidad de separador 610 en
vista en perspectiva. La unidad de separador 610 comprende, como la
unidad de separador 410 de la Fig. 3, dos placas de metal 620 y
630, las cuales presentan en cada caso depresiones sobre ambos lados
para la formación de canales de fluido.
Los canales de gas funcionamiento 640, 650, 660
y 670, representados como líneas continuas, son formados por
depresiones en el lado superior visible de la placa de metal 620 y
sirven para la carga de un electrodo no mostrado con un gas de
funcionamiento. Las depresiones en el lado inferior no mostrado de
la placa de metal 620 forman, solas o junto con depresiones en el
lado superior de la placa de metal 630, tapada por la placa 620,
canales de refrigerante, los cuales están representados mediante
líneas 680, 690 y 700 discontinuas. En particular en las zonas
iniciales y finales de los canales, siendo cruzados los canales de
refrigerante por canales de gas funcionamiento, los canales de
refrigerante son formados, en algunas partes, únicamente mediante
depresiones en una placa.
Los canales de gas funcionamiento 640, 650, 660
y 670 comunican con una cámara de distribución 710 y una cámara
colectora 720, mientras que los canales de refrigerante 680, 690 y
700 están conectados con una cámara de distribución 730 y una
cámara colectora 740. Las cámaras de distribución o colectoras 750 y
760 sirven para el suministro de canales de fluido, no
representados, con un segundo gas de funcionamiento.
Durante el funcionamiento de la pila de pilas de
combustible el refrigerante, el cual circula por los canales de
refrigerante 680, 690 y 700, es calentado mediante calor de
reacción que se produce, con lo cual la temperatura del refrigerante
aumenta continuamente a lo largo de estos canales. Gracias al
recorrido esencialmente paralelo de los canales de gas
funcionamiento 640, 650, 660 y 670 con respecto a los canales de
refrigerante 680, 690 y 700 se transmite el perfil de temperatura
ascendente a los canales de gas de funcionamiento. De manera
similar a la forma de realización representada en la Fig. 2, se
evita de esta manera una formación de agua líquida en el canal de
gas de funcionamiento, de manera que se aumenta el rendimiento de
la potencia de la unidad de pila de combustible.
Claims (14)
1. Apilado de pilas de combustible, en
particular para un vehículo automóvil, con por lo menos una pila de
combustible, la cual presenta por lo menos un electrólito y dos
electrodos, y por lo menos una unidad de separador, la cual presenta
por lo menos un primer canal de fluido, pudiéndose cargar por lo
menos un electrodo, a través de por lo menos un segundo canal de
fluido, con un fluido, caracterizada porque está dispuesto
por lo menos un segundo canal de fluido, esencialmente a lo largo
de la totalidad de su longitud, esencialmente paralelo con respecto
a por lo menos un primer canal de fluido.
2. Apilado de pilas de combustible según la
reivindicación 1, caracterizado porque durante el
funcionamiento de dicha por lo menos una pila de combustible la
temperatura de un fluido aumenta constantemente a lo largo de por lo
menos un segundo canal de fluido.
3. Apilado de pilas de combustible según la
reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el fluido es
capaz de fluir a través de dicho por lo menos un primer y dicho por
lo menos un segundo canal de fluido en el mismo sentido.
4. Apilado de pilas de combustible según la
reivindicación 1, caracterizado porque durante el
funcionamiento de dicha por lo menos una pila de combustible la
temperatura de un fluido desciende constantemente a lo largo de por
lo menos un segundo canal de fluido.
5. Apilado de pilas de combustible según la
reivindicación 1 ó 4, caracterizado porque el fluido es
capaz de fluir a través de dicho por lo menos pan primer y dicho por
lo menos un segundo canal de fluido en direcciones opuestas.
6. Apilado de pilas de combustible según una de
las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque presenta
por lo menos en cada caso una cámara para la distribución, en cada
caso, de un fluido a varios primeros o segundos canales de fluido y
por al menos en cada caso una cámara para la recogida en cada paso
de un fluido de los primeros respectivamente los segundos canales
de fluido.
7. Apilado de pilas de combustible según la
reivindicación 6, caracterizado porque las cámaras de
distribución o colectoras se comunican, mediante unos canales de
distribución, con los primeros o segundos canales de fluido, estando
formados los canales de distribución por depresiones de dos placas
contiguas, que se comunican entre sí por lo menos en algunas
partes.
8. Apilado de pilas de combustible según una de
las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque por lo
menos una unidad de separador comprende dos placas, entre las
cuales está dispuesto dicho por lo menos un primer canal de
fluido.
9. Apilado de pilas de combustible según una de
las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque por lo
menos una unidad de separador comprende tres placas, estando
dispuestos en por lo menos un lado de una placa centra unos primeros
canales de fluido.
10. Apilado de pilas de combustible según una de
las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque por lo
menos una unidad de separador está realizada esencialmente en un
material eléctricamente conductor tal como, por ejemplo, un
metal.
11. Apilado de pilas de combustible según una de
las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque la
superficie de sección transversal de por lo menos un primer canal
de fluido varía a lo largo de una dirección de circulación de un
fluido.
12. Apilado de pilas de combustible según una de
las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque está
formada una separación térmica entre un primer y un segundo canal
de fluido en por lo menos una zona parcial de los dos canales de
fluido.
13. Apilado de pilas de combustible según la
reivindicación 12, caracterizado porque se forma una
separación térmica por zonas de los dos canales de fluido mediante
un elemento de aislamiento, dispuesto en una pared de canal de por
lo menos un canal de fluido, realizado en un material orgánico y/o
cerámico.
14. Apilado de pilas de combustible según la
reivindicación 13, caracterizado porque el elemento de
aislamiento se puede aplicar como revestimiento, por ejemplo como
barnizado, sobre la pared de canal.
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