JP2021519506A - 波状のチャネルを有するバイポーラプレート - Google Patents
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Abstract
Description
−試薬(アノード端に水素を、カソード端に空気又は酸素)を、試薬サイト上のチャネルを介して供給する、
−電流を集めて1つのセルのアノードから隣接するセルのカソードに導電する、
−基本セルの機械的強度、この強度は、特に、スタックのクランピングによる機械的応力に耐える必要がある、
−ガス密性、
−熱を放出する、
−反応中に発生した未使用のガス及び水を排出する、である。
−アノードの活性表面積を低減させ、従って、活性表面積のまだ活性であるゾーンを横切る電流密度を増大させる、
−アノードで過電圧を引き起こし、これが、セルにより供給される電圧を低下させ、従ってセルの効率を低下させる、
−外部回路により設定された端子の電圧に対してセルにより生成されるのに適した電流を低下させ、従ってその電力を低下させる、
−局所的な埋め込みゾーンにおいて水素不足を生じさせ、これが、セル構造体の劣化を生じさせてその耐用年数を短くする場合がある、
−カソードからアノードへの窒素拡散を過度に増大し、セルを劣化させやすい水素不足を生じさせる。
−少なくとも1つの膜電極アセンブリと、
−前記膜電極アセンブリの第1側に配置された第1バイポーラプレートであって、一連のうねりの形態のアノードチャネルのアレイが設けられた第1バイポーラプレートと、
−前記膜電極アセンブリの第2側に配置された第2バイポーラプレートであって、前記アノードチャネルの前記うねりに対して逆位相であるか又は前記アノードチャネルの経路に対して逆の曲率半径を有する経路を有している、カソードチャネルのアレイのうねりが設けられた第2バイポーラプレートと、である。
6 カソード
8 膜
10 電気回路
13 バイポーラプレート
14 アノードコンパートメント
16 カソードコンパートメント
20 プレート
20.1 バイポーラプレート
20.2 バイポーラプレート
20A 第1外面
20B 第2外面
24 空気入口/出口開口部
30 第1シート
30A 第1シートの前面
30B 第1シートの後面
31 アノードチャネル
31a ピーク
31b トラフ
33 縮小された断面の部分
40 第2シート
40A 第2シートの前面
40B 第2シートの後面
41 カソードチャネル
41a ピーク(頂部)
41b トラフ(谷部)
111 アノード
112 カソード
113 電解質の層
131 エンボスゾーン
141 エンボスゾーン
150 容積(空間)
Claims (10)
- 燃料電池構造体に挿入するのに適したバイポーラ導電プレート(20,20.1,20.2)であって、当該プレートが、第1外面(20A)上に、平行に配置された1以上の数の流体循環チャネル(31)の第1アレイを含み、前記流体循環チャネルの各々が、前記プレートの長手方向軸に平行な軸の両側に一連のうねりの形態の経路を有する、バイポーラ導電プレート。
- 前記チャネルが、縮小された断面の部分(33)を含む、請求項1に記載のバイポーラ導電プレート。
- 前記縮小された断面の部分が、前記チャネルの前記経路において周期的に、特には、前記うねりのピーク(31a)又は窪んだゾーン(31b)の高さにて分布されている、請求項2に記載の導電プレート。
- 前記第1外面(20A)の反対側の第2外面(20B)上に流体循環チャネル(41)の第2アレイを含み、前記流体循環チャネル(41)の各々が、前記プレートの長手方向軸(Ay)に平行な軸の両側における一連のうねりの形態である、請求項1〜3のいずれか一項に記載のバイポーラ導電プレート。
- 前記第2アレイの前記チャネル(41)の前記うねりが、前記チャネル(31)の第1アレイの前記チャネルの前記うねりに対して位相シフトされ、又は有利には逆位相である、請求項4に記載のバイポーラ導電プレート。
- 前記第2アレイが、前記第1アレイの前記チャネルの個数よりも多数のチャネルを含む、請求項4又は5に記載のバイポーラ導電プレート。
- 前記第1外面(20A)が、第2シート(40)に組み付けられた第1シート(30)の前面(30A)であり、前記第2シート(40)の前面(40A)が前記第2外面(20B)を形成し、前記第1アレイの前記チャネルが、前記第1シートに形成された溝であり、前記第2アレイの前記チャネルが、前記第2シートに形成された溝であり、前記第1アレイの前記溝及び前記2アレイの前記溝が接触ゾーン(131,141)を含み、前記第1アレイの前記溝が前記第2アレイの前記溝に対して所定の容積(150)を構成するように配置されており、前記容積(150)が、前記プレートの第1外縁の高さに位置する第1開口部(28)と、前記プレートの、前記第1縁に対向する第2外縁の高さに位置する第2開口部(28)との間での熱伝達流体の通過のためにある、請求項1〜5のいずれか一項に記載のバイポーラ導電プレート。
- −少なくとも1つの膜電極アセンブリと、
−請求項1〜7のいずれか一項に記載のバイポーラプレート(20.1)と、を備えた燃料電池構造体。 - −少なくとも1つの膜電極アセンブリ(MEA)と、
−前記膜電極アセンブリの第1側に配置された請求項1〜7のいずれか一項に記載の第1バイポーラプレート(20.1)であって、一連のうねりの形態のアノードチャネルのアレイが設けられた第1バイポーラプレート(20.1)と、
−前記膜電極アセンブリの第2側に配置された請求項1〜7のいずれか一項に記載の第2バイポーラプレート(20.2)であって、前記アノードチャネルの前記うねりに対して逆位相であるか又は逆の曲率半径を有するカソードチャネルのうねりが設けられた第2バイポーラプレート(20.2)と、を備えた、燃料電池構造体。 - 請求項1〜7のいずれか一項に記載の少なくとも1つのバイポーラ導電プレートを備えた燃料電池が装備された車両。
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