ES2311708T3 - Pila de combustible de carbonato fundido y procedimiento para fabricarla. - Google Patents
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Abstract
Pila de combustible, especialmente pila de combustible de carbonato fundido, con un ánodo (1), un cátodo (2) y una matriz de electrolito (3) o una capa de electrolito dispuesta entre éstos, así como con colectores de corriente (4a, 4b) que están dispuestos en el ánodo (1) y en el cátodo (2) y que establecen contacto eléctrico con el ánodo (1) y el cátodo (2), respectivamente, y forman vías de flujo de gas (17, 18) para un gas combustible y un gas de cátodo hacia el ánodo (1) y hacia el cátodo (2), respectivamente, formando el colector de corriente (4a) del lado del ánodo, juntamente con dicho ánodo (1), una semipila anódica (11; 111; 211; 311) y formando el colector de corriente (4b) del lado del cátodo, juntamente con dicho cátodo (2), una semipila catódica (12; 112; 212; 312), caracterizada porque la matriz de electrolito (3) o la capa de electrolito está aplicada sobre una de las semipilas (11; 12; 111; 212; 312) y porque están previstos unos elementos de junta (21, 22) que están dispuestos en los lados de los colectores de corriente (4a, 4b), que forman una sección transversal de configuración en U abierta hacia el interior de la pila de combustible y que abrazan y sellan lateralmente el colector de corriente (4a, 4b) del ánodo (1) y del cátodo (2), respectivamente, estando prevista una capa aislante (31; 131; 331; 431; 432) que aísla eléctricamente el respectivo elemento de junta (21, 22) de una semipila (11; 111; 311; 312) con respecto a la otra semipila (12; 112; 312).
Description
Pila de combustible de carbonato fundido y
procedimiento para fabricarla.
La invención concierne a una pila de
combustible, especialmente una pila de combustible de electrolito
fundido, con un ánodo, un cátodo y una matriz de electrolito o capa
de electrolito dispuesta entre éstos, así como con colectores de
corriente dispuestos en el ánodo y en el cátodo, los cuales
contactan eléctricamente con el ánodo y con el cátodo,
respectivamente, y forman vías de flujo para un gas combustible y un
gas de cátodo hacia el ánodo y hacia el cátodo, respectivamente,
formando el colector de corriente del lado del ánodo, juntamente
con dicho ánodo, una semipila anódica y/o formando el colector de
corriente del lado del cátodo, juntamente con dicho cátodo, una
semipila
catódica.
catódica.
En las pilas de combustible actualmente usuales,
por ejemplo como la divulgada en el documento WO 02/41435,
especialmente en pilas de combustible de carbonato fundido, la
matriz de electrolito se integra como un componente separado en la
pila de combustible o en cada una de las pilas de combustible de una
columna de pilas de combustible en la que se ensamblan una
pluralidad de pilas de combustible. Con los espesores y extensiones
usuales de la matriz de electrolito de una pila de combustible de
gran potencia, concretamente un espesor de menos de 1 mm,
típicamente 0,5 a 0,6 mm, y una superficie de típicamente 1 m^{2},
la manipulación manual de la matriz de electrolito es crítica a
causa de su sensibilidad a la perforación o a la rotura.
Particularmente para el montaje de grandes unidades en columnas de
pilas existe el riesgo de que una ausencia del cuidado y precisión
necesarios pueda conducir a deficiencia o incapacidad funcional de
la columna de pilas de combustible.
El problema de la invención consiste en indicar
una pila de combustible y un procedimiento para fabricarla, en los
que se aminore o se excluya el riesgo de daños en la matriz de
electrolito o en la capa de electrolito.
Este problema se resuelve por medio de la pila
de combustible indicada en la reivindicación 1 y por medio del
procedimiento para fabricarla indicado en la reivindicación 16.
En las respectivas reivindicaciones subordinadas
se indican perfeccionamientos ventajosos.
Mediante la invención se crea una pila de
combustible, especialmente una pila de combustible de carbonato
fundido, con un ánodo, un cátodo y una matriz de electrolito o capa
de electrolito dispuesta entre éstos, así como con colectores de
corriente dispuestos en el ánodo y en el cátodo, los cuales
contactan eléctricamente con el ánodo y el cátodo, respectivamente,
y forman vías de flujo de gas para un gas combustible y un gas de
cátodo hacia el ánodo y hacia el cátodo, respectivamente, formando
el colector de corriente del lado del ánodo, juntamente con dicho
ánodo, una semipila anódica y/o formando el colector de corriente
del lado del cátodo, juntamente con dicho cátodo, una semipila
catódica. Según la invención, se ha previsto que la matriz de
electrolito o la capa de electrolito esté aplicada sobre una de las
semipilas y que estén previstos unos elementos de junta que estén
dispuestos en los lados de los colectores de corriente, que formen
una sección transversal de configuración en U abierta hacia el
interior de la pila de combustible y que abracen y sellen
lateralmente el colector de corriente del ánodo y del cátodo,
estando prevista una capa aislante que aísla eléctricamente el
respectivo elemento de junta de una semipila con respecto a la otra
semipila.
Según una forma de realización preferida, se ha
previsto que la matriz de electrolito esté aplicada sobre la
semipila anódica.
Según otra forma de realización preferida, se ha
previsto que la matriz de electrolito o la capa de electrolito esté
aplicada sobre la semipila catódica.
Según una forma de realización, los elementos de
junta pueden estar previstos, siempre uno enfrente de otro, en la
semipila anódica y en la semipila catódica.
Según otra forma de realización, los elementos
de junta pueden estar previstos cada uno de ellos en un lado de la
respectiva semipila anódica y de la respectiva semipila catódica,
estando previsto el elemento de junta de la semipila anódica en uno
de los lados y estando previsto el elemento de junta de la semipila
catódica en el otro lado.
Preferiblemente, la capa aislante está prevista
sobre el elemento de junta.
Como alternativa, la capa aislante puede estar
prevista enfrente del elemento de junta de una semipila y sobre la
otra semipila.
Según una forma de realización, el elemento de
junta presenta por dentro y/o por fuera una capa aislante.
Según una forma de realización preferida de la
pila de combustible conforme a la invención, se ha previsto que el
colector de corriente esté formado por una estructura porosa que
lleve el ánodo o el cátodo y en la que estén formadas vías de flujo
para alimentar gas combustible y gas de cátodo al ánodo y al cátodo,
respectivamente, y que los elementos de junta abracen y sellen
lateralmente la estructura porosa que forma el colector de corriente
y el ánodo o el cátodo situado sobre ella.
Preferiblemente, la altura del elemento de
junta, incluida, siempre que esté presente, la capa aislante,
corresponde al espesor de la semipila, de modo que las superficies
de ambos quedan enrasadas.
La estructura porosa que forma los colectores de
corriente puede consistir en un material sinterizado,
preferiblemente en un material sinterizado de níquel poroso.
En particular, la estructura porosa que forma
los colectores de corriente puede consistir en un material de
espuma de níquel con un contenido de sólidos de 4% a aproximadamente
35%.
La capa aislante puede consistir en una capa de
material de matriz.
Como alternativa, la capa aislante puede
consistir en un material aislante diferente del material de
matriz.
Según otra forma de realización de la pila de
combustible conforme a la invención, se ha previsto que la matriz
esté aplicada sobre la semipila, incluidos los elementos de junta, y
sirva al mismo tiempo como capa aislante.
Según el procedimiento de la invención para
fabricar una pila de combustible de la clase antes citada, se ha
previsto que la matriz de electrolito se aplique produciendo un
revestimiento sobre la semipila.
Preferiblemente, el revestimiento se obtiene por
rociado, colada, inmersión o rascado.
Preferiblemente, los elementos de junta se
enchufan lateralmente sobre las semipilas.
Según formas de realización preferidas del
procedimiento conforme a la invención, se hace que la superficie
del elemento de junta, incluida, siempre que esté presente, la capa
aislante, quede enrasada con la superficie de la semipila mediante
laminación, estampación o prensado.
Según una forma de realización alternativa del
procedimiento conforme a la invención, antes de enchufar los
elementos de junta se produce un escalón en las semipilas mediante
laminación, estampación o prensado, de modo que los elementos de
junta, incluida, siempre que esté presente, la capa aislante, queden
enrasados con la superficie de la semipila.
Según formas de realización preferidas del
procedimiento conforme a la invención, se produce la capa aislante
por rociado, colada, inmersión o rascado.
Según una forma de realización alternativa del
procedimiento conforme a la invención, se aplican primero los
elementos de junta y luego se aplica sobre la semipila la matriz, la
cual sirve al mismo tiempo como capa aislante.
En lo que sigue se explican ejemplos de
realización de la invención ayudándose del dibujo.
Muestran:
Las figuras 1a y 1b, respectivas vistas
esquematizadas en perspectiva y en sección de una pila de
combustible para explicar su constitución básica y para representar
un primer ejemplo de realización de la invención;
Las figuras 2a, 2b y 2c, vistas esquematizadas
en perspectivas y en sección a través de pilas de combustible
conforme a un segundo, un tercero y un cuarto ejemplos de
realización de la invención;
Las figuras 3a y 3b, vistas esquematizadas en
perspectivas y en sección de pilas de combustible para explicar
diferentes clases del aislamiento de elementos de junta en los
ejemplos de realización representados en la figura 2;
La figura 4, una vista en sección transversal
ampliada y esquematizada de un elemento de junta según un ejemplo
de realización de la invención;
La figura 5, una vista en sección ampliada y
esquematizada de una semipila de combustible con un colector de
corriente formado por una estructura porosa y un electrodo llevado
por este colector, junto con un elemento de junta para el sellado
lateral de la semipila, según un ejemplo de realización de la
invención;
La figura 6, una vista en sección transversal
esquematizada y ampliada de un fragmento de una estructura porosa
que forma un colector de corriente con un electrodo dispuesto sobre
ella, según un ejemplo de realización de la invención; y
La figura 7, a una escala algo más pequeña, una
vista en perspectiva de la estructura porosa de la figura 6 que
forma el colector de corriente.
En la figura 1a se representa en una vista
esquematizada en perspectiva y en sección una pila de combustible
designada en conjunto con el símbolo de referencia 10. Típicamente,
un número relativamente grande de tales pilas de combustible 10
están ensambladas formando una columna de pilas de combustible, tal
como esto es conocido por el estado de la técnica. La pila de
combustible 10 contiene un ánodo 1, un cátodo 2 y una matriz de
electrolito 3 dispuesta entre éstos. En el caso de la pila de
combustible de carbonato fundido representada en las figuras, la
matriz del electrolito consiste en un material poroso cuyos poros
contienen, durante el funcionamiento, el electrolito fundido. En el
caso de una pila de combustible de óxido sólido, que queda abarcada
también por la invención, está prevista una capa de electrolito de
cerámica de óxido en lugar de una matriz de electrolito. El término
"matriz de electrolito" empleada en lo que sigue es sinónimo
también de una capa de electrolito de otros tipos de pilas de
combustible. Entre pilas de combustible contiguas 10 de la columna
de pilas de combustible citada están dispuestas chapas bipolares 4c
mediante las cuales las pilas de combustible contiguas 10 están
separadas una de otra en el aspecto técnico de los gases, pero están
en contacto eléctrico. Entre las chapas bipolares 4c, de las cuales
solamente se representa una en la figura 1a, y el ánodo 1 o el
cátodo 2 está previsto un respectivo colector de corriente 4a o 4b
que, por un lado, establece el contacto eléctrico del respectivo
electrodo, es decir, el ánodo 1 o el cátodo 2, con la chapa bipolar
4c y, por tanto, con la pila de combustible contigua y, por otro
lado, sirve para alimentar las corrientes de un gas combustible o
de un gas de cátodo al ánodo 1 o al cátodo 2 y distribuirlas sobre
éstos. El ánodo 1 forma juntamente con el colector de corriente 4a
una semipila anódica 11, mientras que el cátodo 2 forma juntamente
con el colector de corriente 4b una semipila catódica 12.
Como muestra la figura 1b, según un primer
ejemplo de realización de la invención, se han previsto en los
lados de los colectores de corriente 4a, 4b unos respectivos
elementos de junta 21, 22 que forman una sección transversal de
configuración en U abierta hacia el interior de la pila de
combustible 10 y que abrazan y sellan lateralmente el colector de
corriente 4a, 4b del ánodo 1 o del cátodo 2 o la semipila anódica 11
formada por el colector de corriente 4a y el ánodo 1 o bien la
semipila catódica 12 formada por el colector de corriente 4b y el
cátodo 2. En el ejemplo de realización que aquí se representa, los
elementos de junta 21, 22 están previstos uno frente a otro en el
mismo lado de cada una de entre la semipila anódica 11 y la semipila
catódica 12. La matriz de electrolito 3 se extiende entre los
elementos de junta 21, 22 y forma una capa aislante 31 que aísla
eléctricamente el elemento de junta 21 de una semipila 11 con
respecto a la otra semipila 12 o con respecto al elemento de junta
22 de esta última.
Como muestra el ejemplo de realización
representado en la figura 2a, la matriz de electrolito 3 puede estar
aplicada sobre la semipila anódica 111, es decir, sobre el ánodo 1,
el cual a su vez está aplicado sobre el colector de corriente 4a
del lado del ánodo. Cada una de las semipilas, es decir, la semipila
anódica 111 y la semipila catódica 112, está aquí también abrazada
y sellada lateralmente por un respectivo elemento de junta 21 ó
22.
En el ejemplo de realización mostrado en la
figura 2b la matriz de electrolito 3 está aplicada sobre la semipila
catódica 212, es decir, sobre el cátodo 2, el cual a su vez está
soportado por el colector de corriente 4b del lado del cátodo. Las
semipilas 211 y 212 están nuevamente abrazadas y selladas
lateralmente por respectivos elementos de junta 21 y 22.
Tanto en el ejemplo de realización representado
en la figura 2a como en el ejemplo de realización representado en
la figura 2b la matriz de electrolito 3 está abrazada también por el
respectivo elemento de junta 21 ó 22, de modo que la matriz de
electrolito 3 en estos ejemplos de realización no desarrolla ninguna
función aislante en el sentido de una separación eléctrica de los
elementos de junta 21, 22. Para que se impida un contacto
eléctrico, es decir, un cortacircuito entre los elementos de junta
21, 22, se ha previsto una capa aislante 131 - véase la figura 2c -
que aísla eléctricamente el elemento de junta 21 ó 22 de una
semipila 111 ó 211 con respecto a la otra semipila.
Como se representa en la figura 2c, esta capa
aislante 131 puede estar prevista en el elemento de junta 21 de una
semipila, aquí la semipila 111, que lleva la matriz de electrolito
3, o bien puede estar prevista igualmente en el elemento de junta
de la semipila opuesta. En ambos casos, los elementos de junta 21,
22 quedan eléctricamente aislados uno de otro o de la respectiva
semipila opuesta. La capa aislante 131 puede consistir en una capa
de material de matriz o en un material aislante diferente del
material de matriz.
En las figuras 3a y 3b se muestran ejemplos de
realización en los que los elementos de junta 21, 22 están
previstos en un respectivo lado de la semipila anódica 311 y la
semipila catódica 312, estando previsto el elemento de junta 21 de
la semipila anódica 311 en uno de los lados y estando previsto el
elemento de junta 22 de la semipila catódica 312 en el otro lado.
La matriz de electrolito 3 está prevista en estos ejemplos de
realización en la semipila catódica 312, es decir que está aplicada
sobre el cátodo 2, el cual a su vez está soportado por el colector
de corriente 4b. Por tanto, en el ejemplo de realización
representado en la figura 3a el elemento de junta 21 de la semipila
anódica 311 está dispuesto enfrente de la matriz del electrolito 3
prevista sobre la semipila catódica 312 y, por tanto, está
eléctricamente aislado con respecto a la semipila catódica 312 por
medio de la matriz de electrolito 3, mientras que el elemento de
junta 22 de la semipila catódica 312, que abarca también la matriz
de electrolito 3 dispuesta sobre la semipila catódica 312, está
dispuesto enfrente del ánodo 1 de la semipila anódica 311, de modo
que existe un contacto eléctrico entre estos dos, siempre que no
estén previstas medidas de aislamiento eléctrico. Por tanto, como se
muestra en la figura 3b, está prevista una capa eléctricamente
aislante 331 que aísla el elemento de junta 22 de la semipila
catódica 312 con respecto a la semipila anódica 311. En el ejemplo
de realización mostrado en la figura 3b esta capa eléctricamente
aislante 331 está prevista sobre el ánodo 1 de la semipila anódica
311. Como alternativa, análogamente a como se muestra en la figura
2c, la capa eléctricamente aislante 331 puede estar prevista sobre
el elemento de junta 22 que abraza a la semipila catódica 312. El
efecto de un aislamiento eléctrico es el mismo en ambos casos. La
capa eléctricamente aislante 331 puede consistir nuevamente en una
capa de material de matriz o en un material aislante diferente del
material de matriz.
Como se muestra en la figura 4 en una vista en
sección transversal ampliada, la capa eléctricamente aislante 131;
331 puede estar prevista por fuera sobre el elemento de junta 21 ó
22. Como alternativa o adicionalmente, puede estar prevista también
por dentro una capa aislante 332 en el elemento de junta 21 ó 22. En
ambos casos, las capas aislantes 131; 331 ó 332 producen un
aislamiento eléctrico de las semipilas una respecto de otra.
Como se representa en la figura 5 en una vista
en sección transversal ampliada y esquematizada que muestra una
semipila 111; 211; 311 ó 112; 212; 312 formada por un electrodo 1 ó
2 y un colector de corriente 4a ó 4b, la semipila está abrazada y
sellada lateralmente por el elemento de junta 21, 22. La altura del
elemento de junta 21 ó 22, incluida, si está presente, una capa
aislante, si bien ésta no se representa en la figura 5, corresponde
al espesor de la semipila 111; 211; 311 ó 112; 212; 312, de modo que
las superficies de ambos están enrasadas. A este fin, se ha formado
en la semipila un escalón 25 correspondiente al espesor del material
del elemento de junta 21 ó 22 y, si está presente, de la capa
aislante, con lo que las respectivas superficies se continúan una a
otra en forma lisa.
Como se insinúa también en la figura 5, el
colector de corriente 4a, 4b está formado por una estructura porosa
que lleva el ánodo 1 o el cátodo 2, respectivamente, y que forma con
éste la respectiva semipila anódica o catódica. Le estructura
porosa de los colectores de corriente 4a, 4b puede consistir en un
material sinterizado, especialmente un material sinterizado de
níquel poroso, consistiendo en el ejemplo de realización aquí
descrito en un material de espuma de níquel con un contenido de
sólidos de 4% a aproximadamente 35%. La superficie de la estructura
porosa 4a, 4b que lleva el ánodo 1 o el cátodo 2 está formada como
una superficie plana y el ánodo 1 o el cátodo 2 están previstos
como una capa sobre la estructura porosa que forma el colector de
corriente 4a, 4b.
La figura 6, que ilustra una representación en
sección transversal ampliada de un colector de corriente 4a, 4b
formado por una estructura porosa, con un electrodo 1, 2 aplicado
sobre el mismo, muestra vías de flujo para conducir gas combustible
o gas de cátodo, por un lado, en forma de vías de flujo
(microscópicas) 17 que están presentes a consecuencia de la
porosidad en el interior de la estructura porosa, así como canales
de gas (macroscópicos) 18 que están creados en o sobre la
estructura porosa. En el ejemplo de realización representado tales
canales 18 están previstos en forma de un acanalado en la superficie
- alejado del respectivo electrodo 1, 2 - de la estructura porosa
que forma los colectores de corriente 4a, 4b.
La figura 7 muestra una representación en
perspectiva de un colector de corriente 4a, 4b de esta clase, en la
cual puede apreciarse el recorrido de los canales (macroscópicos) 18
en la superficie de la estructura porosa. Este recorrido está
pensado solamente como ejemplo ilustrativo y los canales, por
supuesto, pueden estar realizados en cualquier otra forma
adecuada.
La matriz de electrolito 3 puede ser aplicada y
prevista produciendo un revestimiento sobre la respectiva semipila
11; 111; 311 ó 12; 212; 312, es decir, tanto sobre la semipila
anódica como sobre la semipila catódica.
El revestimiento puede producirse por rociado,
colada, inmersión o rascado o por otro procedimiento de
revestimiento adecuado.
Los elementos de junta 21, 22 pueden enchufarse
lateralmente sobre las semipilas 11; 111; 211; 311 ó 12; 112; 212;
312.
Se puede hacer que la superficie del elemento de
junta 21; 22, incluida, si está presente, la capa aislante 131; 331
quede enrasada con la superficie de la semipila 111; 211; 311; 112;
212; 312 mediante laminación, estampación o prensado. Como
alternativa, antes de enchufar los elementos de junta 21; 22 se
puede producir un escalón 25 en las semipilas 11; 111; 211; 311 ó
12; 112; 212; 312 por medio de laminación, estampación o prensado,
de modo que los elementos de junta 21, 22, incluida, si está
presente la capa aislante 131; 331, queden enrasados con la
superficie de la semipila.
Asimismo, se puede hacer que una capa aislante
331 aplicada directamente sobre una semipila 311 - véase la figura
3b - quede enrasada con la superficie de la semipila 311 mediante
laminación, estampación o prensado, o, como alternativa, se puede
producir también por laminación, estampación o prensado, antes de la
aplicación de la capa aislante 331, un escalón correspondiente en
la semipila 311, de modo que la capa aislante 331 quede enrasada
con la superficie de la semipila 311.
La capa aislante 131; 331 ó 332 puede producirse
por rociado, colada inmersión o rascado.
Según un procedimiento alternativo, se pueden
enchufar primero lateralmente los elementos de junta 21, 22 sobre
las semipilas 11 y 12 y luego se puede aplicar la matriz 3 sobre una
de las semipilas 11 y 12, la cual funciona después simultáneamente
como capa aislante 31 entre un elemento de junta 21 ó 22 y la
semipila opuesta 12 u 11 o el elemento de junta opuesto 22 ó 21
(véase la figura 1b).
\newpage
- 1
- Ánodo
- 2
- Cátodo
- 3
- Matriz de electrolito
- 4
- Placa separadora
- 4a
- Colector de corriente
- 4b
- Colector de corriente
- 4c
- Chapa bipolar
- 10; 110; 210; 310
- Pila de combustible
- 11; 111; 211; 311
- Semipila anódica
- 12; 112; 212; 312
- Semipila catódica
- 17
- Vías de flujo
- 18
- Vías de flujo
- 21; 121; 221; 321; 421
- Elemento de junta
- 22; 122; 222; 322
- Elemento de junta
- 25
- Escalón
- 31; 131; 331
- Capa aislante
- 332
- Capa aislante
Claims (23)
1. Pila de combustible, especialmente pila de
combustible de carbonato fundido, con un ánodo (1), un cátodo (2) y
una matriz de electrolito (3) o una capa de electrolito dispuesta
entre éstos, así como con colectores de corriente (4a, 4b) que
están dispuestos en el ánodo (1) y en el cátodo (2) y que establecen
contacto eléctrico con el ánodo (1) y el cátodo (2),
respectivamente, y forman vías de flujo de gas (17, 18) para un gas
combustible y un gas de cátodo hacia el ánodo (1) y hacia el cátodo
(2), respectivamente, formando el colector de corriente (4a) del
lado del ánodo, juntamente con dicho ánodo (1), una semipila anódica
(11; 111; 211; 311) y formando el colector de corriente (4b) del
lado del cátodo, juntamente con dicho cátodo (2), una semipila
catódica (12; 112; 212; 312), caracterizada porque la matriz
de electrolito (3) o la capa de electrolito está aplicada sobre una
de las semipilas (11; 12; 111; 212; 312) y porque están previstos
unos elementos de junta (21, 22) que están dispuestos en los lados
de los colectores de corriente (4a, 4b), que forman una sección
transversal de configuración en U abierta hacia el interior de la
pila de combustible y que abrazan y sellan lateralmente el colector
de corriente (4a, 4b) del ánodo (1) y del cátodo (2),
respectivamente, estando prevista una capa aislante (31; 131; 331;
431; 432) que aísla eléctricamente el respectivo elemento de junta
(21, 22) de una semipila (11; 111; 311; 312) con respecto a la otra
semipila (12; 112; 312).
2. Pila de combustible según la reivindicación
1, caracterizada porque la matriz de electrolito (3) o la
capa de electrolito está aplicada sobre la semipila anódica (11;
111).
3. Pila de combustible según la reivindicación
1, caracterizada porque la matriz de electrolito (3) o la
capa de electrolito está aplicada sobre la semipila catódica (12;
212).
4. Pila de combustible según la reivindicación
1, 2 ó 3, caracterizada porque los elementos de junta (21;
22) están previstos en la semipila anódica (11; 111; 211) y en la
semipila catódica (12; 112; 212) de manera que quedan siempre
enfrentados uno a otro.
5. Pila de combustible según la reivindicación
1, 2 ó 3, caracterizada porque los elementos de junta (21;
22) están previstos cada uno de ellos en un lado de la semipila
anódica (311) y de la semipila catódica (312), estando previsto el
elemento de junta (21) de la semipila anódica (311) en uno de los
lados y estando previsto el elemento de junta (22) de la semipila
catódica (312) en el otro lado.
6. Pila de combustible según una de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque la capa aislante
(31; 131; 431) está prevista sobre el elemento de junta (21;
22).
7. Pila de combustible según una de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque la capa aislante
(331), dispuesta enfrente del elemento de junta (22) de una
semipila (312), está prevista sobre la otra semipila (311).
8. Pila de combustible según una de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque el elemento de
junta (21) presenta por dentro y/o por fuera una capa aislante
(431; 432).
9. Pila de combustible según una de las
reivindicaciones 1 a 8, caracterizada porque el colector de
corriente (4a, 4b) está formado por una estructura porosa que lleva
el ánodo (1) o el cátodo (2) y en la que están formadas vías de
flujo (17, 18) para la alimentación de gas combustible o gas de
cátodo al ánodo (1) o al cátodo (2), respectivamente, y porque los
elementos de junta (21, 22) abrazan y sellan lateralmente la
estructura porosa que forma el colector de corriente (4a, 4b) o
bien la estructura porosa que forma el colector de corriente (4a,
4b) y, si está presente, el ánodo (1) o el cátodo (2) situado sobre
ella.
10. Pila de combustible según la reivindicación
9 en combinación con la reivindicación 6 u 8, caracterizada
porque la altura del elemento de junta (21), incluida, si está
presente, la capa aislante (131), corresponde al espesor de la
semipila (11; 111; 211; 311; 12; 112; 212; 312), con lo que las
superficies de ambos quedan enrasadas.
11. Pila de combustible según la reivindicación
9 ó 10, caracterizada porque la estructura porosa que forma
el colector de corriente (4a, 4b) consiste en un material
sinterizado, preferiblemente en un material sinterizado de níquel
poroso.
12. Pila de combustible según la reivindicación
11, caracterizada porque la estructura porosa que forma el
colector de corriente (4a, 4b) consiste en un material de espuma de
níquel con un contenido de sólidos de 4% a aproximadamente 35%.
13. Pila de combustible según una de las
reivindicaciones 1 a 11, caracterizada porque la capa
aislante (31; 131; 231) consiste en una capa de material de
matriz.
14. Pila de combustible según una de las
reivindicaciones 1 a 12, caracterizada porque la capa
aislante (131; 331; 431; 432) consiste en un material aislante
diferente del material de matriz.
15. Pila de combustible según una de las
reivindicaciones 1 a 14, caracterizada porque la matriz (3)
está aplicada sobre la semipila (11; 12), incluidos los elementos
de junta (21; 22), y sirve al mismo tiempo como capa aislante
(31).
16. Procedimiento para fabricar una pila de
combustible según una de las reivindicaciones 1 a 15,
caracterizado porque se aplica la matriz de electrolito (3)
o la capa de electrolito produciendo un revestimiento sobre la
semipila (11; 111; 12; 212; 312).
17. Procedimiento según la reivindicación 16,
caracterizado porque se produce el revestimiento por rociado,
colada, inmersión o rascado.
18. Procedimiento según la reivindicación 16 ó
17, caracterizado porque se enchufan lateralmente los
elementos de junta (21, 22) sobre las semipilas (11; 111; 211; 311;
12; 112; 212; 312).
19. Procedimiento según la reivindicación 18,
caracterizado porque se hace que la superficie del elemento
de junta (21; 22), incluida, si está presente, la capa aislante
(131), quede enrasada con la superficie de la semipila (11; 111;
211; 311; 12; 112; 212; 312) por laminación, estampación o
prensado.
20. Procedimiento según la reivindicación 18,
caracterizado porque, antes de enchufar los elementos de
junta (21; 22) se produce por laminación, estampación o prensado un
escalón (25) en las semipilas (11; 111; 211; 311; 12; 112; 212;
312), con lo que los elementos de junta (21; 22), incluida, si está
presente, la capa aislante (131), quedan enrasados con la
superficie de la semipila.
21. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 16 a 20, caracterizado porque la capa
aislante (31; 131; 331; 431; 432) se produce por rociado, colada,
inmersión o rascado.
22. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 16 a 21, caracterizado porque se aplican
primero los elementos de junta (21; 22) y luego se aplica sobre la
semipila (11; 12) la matriz (3) o la capa de electrolito, la cual
sirve al mismo tiempo como capa aislante (31).
23. Procedimiento según la reivindicación 22,
caracterizado porque la matriz (3) o la capa de electrolito
se aplica por rociado, colada, inmersión o rascado.
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