WO2009059443A1 - Bipolzelle für brennstoffzellenstapel - Google Patents

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Beat Gut
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Definitions

  • a fuel cell stack consists of at least two repeat units, each having at least two separately manufactured components, namely an electrochemically active cell and a bipolar plate, which conducts both the current from one cell to the next, as well as for supplying the cell with fuel and air is.
  • the parts are stacked on top of each other so that there is an electrical series circuit and two separate fuel and air gas supply systems in the stack.
  • air is conventionally used as a cathodic reaction gas and fuel as an anodic reaction gas.
  • Level oxide ceramic cells are produced individually mainly by ceramic processing technology.
  • the anode and cathode must be applied to the front and back of this, avoiding a short circuit between the electrodes by leaving the edges free.
  • a porous layer of anode material serves as a supporting substrate.
  • An additional layer of anode material with a better microstructure for the electrochemical reactions is applied to this substrate.
  • the same side is covered with a thin electrolyte layer and finally with a cathode layer. Again, the edge is released.
  • additional intermediate layers can be introduced. From the cathode is not known that it is used in flat cells as a supporting layer.
  • porous metal sheets are also used, after which the functional layers are applied by suitable methods. Usual is the layer structure anode-electrolyte cathode, the reverse order is not excluded. It is important here that ceramic processing technology is completely dispensed with in cell production. However, in the case of individual production of the cells, the cell surface must be masked at least for the application of the second electrode, ie a portion of the electrolyte must be covered.
  • oxide ceramic cells are placed in the correct sequence between bipolar plates with the appropriate gas guide.
  • the gas spaces of the electrodes against each other and the anode space against the environment must be completed so far that no unwanted, direct combustion takes place.
  • the behavior of the stack is essentially determined by the geometry of the gas guides. If air and fuel are passed through the cell in parallel, this is referred to as co-flow; if they are directed parallel to each other, this is counter-flow and if the gas flows cross, this is referred to as cross-flow.
  • Examples include the sealing by means of a glass-ceramic paste or the welding of the cells into box-shaped metallic modules.
  • the seal of the gas spaces between bipolar plate and cell can be most easily realized with cells carried by the electrolyte, because the two porous electrodes are thin and thus the leakage along the flat sealing zone to the edge is very low.
  • Those of porous substrates Carrying cell types cause greater sealing problems, because the thicker porous substrate allows much higher leakage rates.
  • the leakage can be reduced by infiltration of sealing media into the edge area of the substrates or by closing the edge. Both means additional effort in cell production.
  • the integration of the cells in the stack is crucial for the function of the fuel cell.
  • the sealing of the gas chambers is not a trivial problem with even cells.
  • the entire surface electrical contacting of an electrode with the adjacent bipolar plate must be ensured.
  • the cells are pressed in the stack to the adjacent bipolar plates.
  • a contact paste of material which conducts electricity well and is similar to the respective electrode is often applied.
  • the ceramic cells described above are all relatively fragile.
  • the cells should be as large as possible for optimal fuel utilization, on the other hand, the electrolyte must be thin in order to minimize the internal resistance of the cell. The latter can hardly be realized with cells carried by the electrolyte.
  • the electrolyte can be applied very thin.
  • the porous substrate of these cells has poor mechanical properties and therefore needs to be made thicker. This leads to the already described sealing problems. All ceramic cells are very susceptible to breakage. They must therefore be handled with extreme care and tend to crack during operation. For procedural reasons, the ceramic cells are produced individually, so go through each of the necessary coating and sintering steps. Experience
  • the innovative Bipolzelle is a layer composite, which is mechanically supported by the bipolar plate (1).
  • the open gas channels of the bipolar plate (1) are covered with a porous, thin carrier layer (2), wherein the carrier layer (2) is positively and electrically connected to the bipolar plate (1).
  • the cell applied according to the invention by layer-forming methods thus needs no mechanical inherent stability and can be applied as thinly as the function of the layers permits. Since the bipolar plate (1) already contains the gas distribution systems (7, 8) for the reaction gases, no further component for the stack construction is necessary.
  • the layer composite can thus be regarded as a semi-finished product that is manufactured by the meter and can be processed into batch repeat units.
  • the coating area is not limited by the cell size.
  • Bipolzelle allows bilateral coating of the bipolar plate with the functional layers, which largely eliminates the rejection of the composite layer as a result of different thermal expansion coefficients of the different materials.
  • both sides of the supporting bipolar plate (1) are covered with a carrier layer (2).
  • the functional layers are on the cathode side in the order of cathode, electrolyte, anode and anode side in the order of anode, electrolyte, cathode applied.
  • the last step in the process is cutting out of the layer composite.
  • an uncoated bipolar plate is placed between two cells.
  • the invention brings significant advantages. Compared to conventional methods, the manufacturing process runs in reverse order. Usually, substrates are first manufactured in cell size and then individually coated in several, because of the necessary masking labor intensive steps. In the method according to the invention, a flat coating without masking is provided. The batch repeating units or the bipolar cells are cut out of the layer composite in the last method step.
  • the order of the production steps is changed so that a cost-effective mass production of high-quality cells is possible.
  • the successive production steps A to H serve to explain the manufacturing process.
  • the preparation of batch repeat units begins with the incorporation of the channel structures (7, 8) for one or a plurality of bipolar plates into a sheet.
  • This bipolar plate sheet may be tailored for one or more single cells.
  • For continuous mass production can be used by the coil unwound metal strips.
  • the Channel patterns may be incorporated into the bipolar plate sheet by stamping, forging, etching, milling, electroerosion or other methods. They are arranged with the necessary precision on the sheet so that in this state complete bipolar plates or after the steps B to F batch repeating units or bipolar cells can be cut out.
  • the carrier layer (2) is frictionally and electrically conductively connected to the Bipolaplatten- sheet over the entire surface or partially on each channel pattern (6).
  • a thin (0.1 to 0.5 mm thick) porous metal foil a metal mesh or a metal foam can be used.
  • the connection can be made by brazing, diffusion bonding, induction welding or other suitable method.
  • the assignment of the bipolar plate sheet can be unilaterally either on the side of the fuel gas channels or on the side of the air ducts.
  • the first electrode layer (3) is applied to this carrier layer (2) over the whole area by means of a suitable method, the cathode in the air-side or the anode in the case of the fuel-side carrier layer.
  • the layer can be made by thermal spraying, sputtering, or other layer-building techniques.
  • the electrolyte (4) is then applied over the entire surface.
  • the same method as for application of the first electrode or another method can be used.
  • the corresponding counter electrode (5) is also applied over the entire surface. Again, the same or another coating method find application.
  • steps C D and E further intermediate layers can be applied, which serve as a catalyst for electrochemical reactions, for phase stabilization or as a diffusion barrier.
  • the batch repeat unit is now ready to be cut. This can be done by laser, water jet cutting, punching or other suitable processing methods. For this, each stack repeat unit or bipolar cells has to be cut out of the layer composite according to the prefabricated channel pattern.
  • the batch repeating units or the bipolar cells are ready for stacking.
  • steps A, F, G and H remain identical.
  • a carrier layer (2) is applied on both sides, wherein the structure of the carrier layer can be different and adapted to the requirements of the cathode or the anode.
  • Steps C to E may be alternately executed in this order for one page, or for one or two layers, respectively.
  • FIG. 1 layer structure of a planar Bipolzelle or a Stapelwiederholungsaku and bore (9) in the stacking direction with connecting channel (10) to a gas distribution channel system in the bipolar plate.
  • Fig. 2 layer structure of a planar Bipolzelle with coating on both sides and holes (9) in the stacking direction with connecting channels (10) to both gas distribution channel systems in the bipolar plate.

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Abstract

Die Erfindung betrifft die Integration aller Funktionen einer ebenen elektrochemischen Zelle in eine Bipolzelle. Eine Bipolzelle besteht aus einer mit Gaskanälen (7, 8) versehenen Bipolarplatte (1), mindestens einer porösen Trägerschicht (2), mindestens einem Schichtverbund bestehend aus den funktionellen Schichten Elektrode (3), Elektrolyt (4) und Gegenelektrode (5). Die metallische Bipolarplatte (1) ist mit der dünnen, gasdurchlässigen Trägerschicht (2) durch geeignete Verfahren hitzefest verbunden (6). Die funktionellen Schichten (3, 4 und 5) sind entsprechend ihrer Funktion mit beschichtungstechnischen Methoden auf die Trägerschicht (2) aufgetragen. Die Bipolzelle ist aus dem obigen Schichtverbund mit einer geeigneten Schneidmethode ausgeschnitten. Weiter sind eine oder mehrere Bohrungen für die Leitung der Reaktionsgase entlang des Stapels (9) ausgeschnitten. Von der Wand einer solchen Bohrung aus sind Verbindungskanäle (10) zu den entsprechenden Gaskanälen (7 oder 8) für kathodisches oder anodisches Reaktionsgas in die Bipolarplatte eingelassen.

Description

Bipolzelle für Brennstoffzellenstapel
Stand der Technik
Für plattenförmige Zellen besteht ein Brennstoffzellenstapel aus mindestens zwei Wiederholungseinheiten mit jeweils mindestens zwei separat gefertigten Bauteilen, nämlich einer elektrochemisch aktiven Zelle und einer Bipolarplatte, die sowohl den Strom von einer Zelle zur nächsten leitet, als auch für die Versorgung der Zelle mit Brennstoff und Luft ausgelegt ist. Die Teile werden so aufeinander gestapelt, dass eine elektrische Serieschaltung und zwei separate Gasführungssysteme für Brennstoff und Luft im Stapel vorliegen. In der Terminologie der Elektroden wird Luft üblicher Weise als kathodisches Reaktionsgas und Brennstoff als anodisches Reaktionsgas verwendet .
Ebene oxidkeramische Zellen werden hauptsächlich mittels keramischer Verfahrenstechnik einzeln hergestellt. Benutzt man den Elektrolyten als tragende Schicht, müssen Anode und Kathode vor- und rückseitig auf diesem aufgebracht werden, wobei ein Kurzschluss zwischen den Elektroden durch das Freilassen der Ränder vermieden wird. Bei anodengestützten Zellen dient eine poröse Schicht aus Anodenmaterial als tragendes Substrat. Auf dieses Substrat wird eine weitere Schicht Anodenmaterial mit einer, für die elektrochemischen Reaktionen besseren Mikrostruktur, aufgebracht. Dann wird die gleiche Seite mit einer dünnen Elektrolytschicht und schliesslich mit einer Kathodenschicht belegt. Auch hier wird der Rand freigelassen. Für die Optimierung der Zellfunktion können, weitere Zwischenschichten eingebracht werden. Von der Kathode ist nicht bekannt, dass sie bei ebenen Zellen als tragende Schicht eingesetzt wird. Als tragende Schicht für ebene Zellen werden auch poröse metallische Bleche eingesetzt, worauf die funktionellen Schichten mittels geeigneter Verfahren aufgetragen werden. Üblich ist der Schichtaufbau Anode-Elektrolyt- Kathode, wobei die umgekehrte Reihenfolge nicht ausgeschlossen ist. Wichtig ist hier, dass auf keramische Verfahrenstechnik bei der Zellfertigung völlig verzichtet wird. Allerdings muss bei Einzelfertigung der Zellen die Zellfläche zumindest für die Auftragung der zweiten Elektrode maskiert, d. h. ein Teil des Elektrolyten abgedeckt werden.
Für den bipolaren Stapelaufbau werden oxidkeramische Zellen in der richtigen Folge zwischen Bipolarplatten mit der entsprechenden Gasführung gelegt. Dabei müssen die Gasräume der Elektroden gegeneindander und der Anodenraum gegen die Umgebung soweit abgeschlossen sein, dass keine unerwünschte, direkte Verbrennung stattfindet. Für den Stapelaufbau sind verschiedenste Lösungen bekannt. Das Verhalten des Stapels wird wesentlich von der Geometrie der Gasführungen bestimmt. Werden Luft und Brennstoff parallel zueinander durch die Zelle geleitet, so spricht man von Co-Flow, werden sie parallel gegeneinander geleitet ist dies Counter-Flow und kreuzen sich die Gasströme so spricht man von Cross-Flow. Jede dieser Auslegungen weist ihr spezifisches Problem mit der Abdichtung der Elektrodenräume und dem thermischen Verhalten des Stapels auf. Als Beispiele seien die Abdichtung mittels einer glaskeramischen Paste oder das Einschweissen der Zellen in kastenförmige metallische Module genannt. Die Dichtung der Gasräume zwischen Bipolarplatte und Zelle lassen sich am einfachsten mit vom Elektrolyt getragenen Zellen verwirklichen, weil die zwei porösen Elektroden dünn sind und somit die Leckage entlang der ebenen Dichtzone zum Rand hin sehr gering ist. Die von porösen Substraten ge- tragenen Zelltypen bereiten grossere Dichtprobleme, weil das dickere poröse Substrat wesentlich höhere Leckraten zulässt. Die Leckage kann durch Infiltration dichtender Medien in den Randbereich der Substrate oder durch Ver- schliessen der Kante verringert werden. Beides bedeutet zusätzlichen Aufwand bei der Zellenfertigung.
Die Integration der Zellen in den Stapel ist für die Funktion der Brennstoffzelle von entscheidender Bedeutung. Die Abdichtung der Gasräume ist bei ebenen Zellen kein triviales Problem. Auch die ganzflächige elektrische Kontaktierung einer Elektrode mit der benachbarten Bipolarplatte muss gewährleistet sein. Die Zellen werden im Stapel an die benachbarten Bipolarplatten gepresst. Zur Reduzierung des Kontaktwiderstand zwischen Bipolarplatte und Elektroden wird häufig eine Kontaktpaste aus elektrisch gut leitendem, der jeweiligen Elektrode ähnlichem Material aufgebracht.
Die oben beschriebenen keramischen Zellen sind alle relativ leicht zerbrechlich. Einerseits sollen die Zellen zur optimalen Brennstoffausnutzung möglichst gross sein, andererseits muss der Elektrolyt dünn sein, um den inneren Widerstand der Zelle zu minimieren. Letzteres lässt sich mit vom Elektrolyt getragenen Zellen kaum verwirklichen. Bei der Anode getragenen Zellen kann der Elektrolyt sehr dünn aufgetragen werden. Das poröse Substrat dieser Zellen besitzt jedoch schlechte mechanische Eigenschaften und muss deshalb dicker ausgelegt werden. Dies führt zu den bereits beschriebenen Dichtproblemen. Alle keramischen Zellen sind sehr bruchanfällig. Sie müssen deshalb äusserst vorsichtig behandelt werden und tendieren auch im Betrieb zur Rissbildung. Aus verfahrenstechnischen Gründen werden die keramischen Zellen einzeln hergestellt, durchlaufen also jede für sich die notwendigen Beschichtungs- und Sinterschritte. Erf indung
Durch Vereinigung von Bipolarplatten und Zelle zu einem Bauteil werden einige der angesprochenen Nachteile der beschriebenen Zellen mit dieser Erfindung behoben. Die innovative Bipolzelle ist ein Schichtverbund, der mechanisch durch die Bipolarplatte (1) getragen wird. Die offenen Gaskanäle der Bipolarplatte (1) sind mit einer porösen, dünnen Trägerschicht (2) zugedeckt, wobei die Trägerschicht (2) kraftschlüssig und elektrisch leitend mit der Bipolarplatte (1) verbunden ist. Die erfindungs- gemäss durch schichtbildende Methoden aufgetragene Zelle (die funktionellen Schichten (3, 4, 5) aus keramischem Material) braucht somit keine mechanische Eigenstabilität und kann so dünn aufgetragen werden, wie es die Funktion der Schichten erlaubt. Da die Bipolarplatte (1) bereits die Gasverteilungssysteme (7, 8) für die Reaktionsgase enthält, ist kein weiteres Bauteil für den Stapelaufbau notwendig. Dies stellt eine erfindungsgemässe Stapelwiederholungseinheit dar und sie wird erst nach der flächigen Aufbringung der funktionellen Schichten zugeschnitten. Bei der Auftragung der funktionellen Schichten ist keine Maskierung notwendig. Der Schichtverbund kann somit als Halbzeug betrachtet werden, dass als Meterware hergestellt wird und zu Stapelwiederholungseinheiten verarbeitbar ist. Die Beschichtungsflache wird nicht durch die Zellengrösse begrenzt.
Der Aufbau einer Bipolzelle ermöglicht die beidseitige Beschichtung der Bipolarplatte mit den funktionellen Schichten, was die Verwerfung des Schichtverbundes als Folge unterschiedlicher thermischer Ausdehnungskoeffizienten der verschiedenen Materialien weitgehend aufhebt. Zur beidseitigen Beschichtung sind beide Seiten der stützenden Bipolarplatte (1) mit einer Trägerschicht (2) belegt. Die funktionellen Schichten sind kathodenseitig in der Reihenfolge Kathode, Elektrolyt, Anode und anoden- seitig in der Reihenfolge Anode, Elektrolyt, Kathode aufgetragen. Wie bei Stapelwiederholungseinheiten ist der letzte Verfahrensschritt das Ausschneiden aus dem Schichtverbund. Zur Stapelbildung mit solchen Bipolzellen wird eine unbeschichtete Bipolarplatte zwischen zwei Zellen gelegt.
Für eine rationelle Massenfertigung bringt die Erfindung markante Vorteile. Im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren verläuft der Fertigungsprozess in umgekehrter Reihenfolge. Normalerweise werden zuerst Substrate in Zellen- grösse gefertigt und dann in mehreren, wegen der notwendigen Maskierungen arbeitsintensiven Schritten einzeln beschichtet. Beim erfindungsgemässen Verfahren ist eine flächige Beschichtung ohne Maskierung vorgesehen. Die Stapelwiederholungseinheiten bzw. Die Bipolzellen werden im letzten Verfahrensschritt aus dem Schichtverbund ausgeschnitten.
Herstellungsschritte
Für die Herstellung der erfindungsgemässen Stapelwiederholungseinheiten wird die Reihenfolge der Fertigungsschritte so verändert, dass eine kostengünstige Massenfertigung von qualitativ hochwertigen Zellen möglich wird. Die aufeinander folgenden Fertigungsschritte A bis H dienen der Erläuterung des Herstellprozesses.
A. Die Herstellung von Stapelwiederholungseinheiten beginnt mit der Einarbeitung der Kanalstrukturen (7, 8) für eine oder eine Vielzahl von Bipolarplatten in ein Blech. Dieses Bipolarplatten-Blech kann für eine oder mehrere Einzelzellen zugeschnitten sein. Für die kontinuierliche Massenfertigung können vom Coil abgespulten Blechbändern eingesetzt werden. Die Kanalmuster können durch Prägen, Schmieden, Ätzen, Fräsen, Elektroerosion oder andere Verfahren in das Bipolarplatten-Blech eingearbeitet werden. Sie sind mit der notwendigen Präzision so auf dem Blech angeordnet, dass daraus in diesem Zustand komplette Bipolarplatten oder nach den Schritten B bis F Stapelwiederholungseinheiten bzw. Bipolzellen ausgeschnitten werden können.
B. Die Trägerschicht (2) wird mit dem Bipolaplatten- Blech ganzflächig oder teilweise auf jedem Kanalmuster kraftschlüssig und elektrisch leitend verbunden (6) . Als Tägerschicht kann eine dünne (0,1 bis 0,5 mm dick) poröse Metallfolie, ein Metallgewebe oder ein Metallschaum Verwendung finden. Die Verbindung kann durch Hartlöten, Diffusionsschweissen, Induktionsschweissen oder einem anderen geeigneten Verfahren hergestellt werden. Die Belegung des Bipolarplatten-Blechs kann einseitig entweder auf der Seite der Brenngaskanäle oder auf der Seite der Luftkanäle .
C. Auf diese Trägerschicht (2) wird die erste Elektrodenschicht (3) ganzflächig mit Hilfe eines geeigneten Verfahrens aufgetragen, die Kathode bei luftsei- tiger oder die Anode bei brennstoffseitiger Trägerschicht. Die Schicht kann durch thermisches Spritzen, Sputtering oder andere schichtaufbauenden Verfahren hergestellt werden.
D. Der Elektrolyt (4) wird danach ganzflächig aufgetragen. Für die Auftragung kann die gleiche Methode wie für Auftragung der ersten Elektrode oder aber ein anderes Verfahren eingesetzt werden.
E. Die entsprechende Gegenelektrode (5) wird ebenfalls ganzflächig aufgetragen. Auch hier kann die gleiche oder eine andere Beschichtungsmethode Anwendung finden.
F. Je nach Bedarf können vor oder nach den Schritten C, D und E weitere Zwischenschichten aufgetragen werden, die als Katalysator für elektrochemische Reaktionen, zur Phasenstabilisierung oder als Diffusionssperre dienen.
G. Die Stapelwiederholungseinheit ist nun für den Zuschnitt bereit. Dieser kann durch Laser-, Wasserstrahlschneiden, Stanzen oder andere geeignete Bearbeitungsverfahren erfolgen. Dafür muss jede Stapelwiederholungseinheit bzw. Bipolzellen aus dem Schichtverbund entsprechend dem vorgefertigten Kanalmuster ausgeschnitten werden.
H. Nach einer Qualitätskontrolle sind die Stapelwiederholungseinheiten bzw. die Bipolzellen für den Stapelbau bereit.
Für symmetrische Biplarzellen bleiben die Schritte A, F, G und H identisch. In Schritt B wird beidseitig eine Trägerschicht (2) aufgebracht, wobei die Struktur der Trägerschicht unterschiedlich und den Anforderungen der Kathode bzw. der Anode angepasst sein kann. Die Schritte C bis E können in dieser Reihenfolge jeweils für eine Seite oder jeweils für eine oder für zwei Schichten wechselseitig ausgeführt werden.
Beschreibung der Figuren
Fig. 1 Schichtaufbau einer planaren Bipolzelle bzw. einer Stapelwiederholungseinheit und Bohrung (9) in Stapelrichtung mit Verbindungskanal (10) zu einem Gasverteilungskanalsystem in der Bipolarplatte. Fig. 2 Schichtaufbau einer planaren Bipolzelle bei beidseitiger Beschichtung und Bohrungen (9) in Stapelrichtung mit Verbindungskanälen (10) zu beiden Gasverteilungskanalsystemen in der Bipolarplatte.
Bezugszeichenliste
1 Bipolarplatte
2 Poröse Trägerschicht
3 Elektrode (Anode oder Kathode)
4 Elektrolyt
5 Gegenelektrode (Anode oder Kathode)
6 Metallische Verbindung von Bipolarplatte und poröser Trägerschicht
Gaskanalsystem unten (kathodisch oder anodisch bzw. Luft oder Brenngas)
Gaskanalsystem oben (anodisch oder kathodisch bzw. Brenngas oder Luft)
9 Bohrung durch die planare Bipolzelle 0 Verbindungskanal von der Bohrung zum Stömungskanal

Claims

Patentansprüche
1. Planare Bipolzelle für bipolare Brennstoffzellensta- pel dadurch gekennzeichnet, dass die funktionellen elektrochemischen Schichten Elektrode, Elektrolyt und Gegenelektrode midestens auf einer Seite der Bipolarplatte (1) als Schichtverbund (3, 4, 5) auf einer porösen Unterlage (2) aufgetragen sind, wobei die poröse Unterlage (2) kräftschlüssig und elektrisch leitend mit der stapelspezifischen Bipolarplatte (1) verbunden ist.
2. Planare Bipolzelle gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die stapelspezifische Bipolarplatte Kanäle (7, 8) für die Verteilung der Reaktionsgase in die Reaktionsräume der Zelle und zur Abführung der Restgase aus den Reaktionsräumen der Zelle aufweist.
3. Planare Bipolzelle gemäss Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass diese mindestens eine Bohrung (9) für die Zuführung des kathodischen oder anodischen Reaktionsgases entlang des Stapels besitzt und dass von dieser Bohrung Verbindungskanäle (10) zu den Kanälen für die Verteilung des kathodischen bzw. des anodischen Reaktionsgases ausgehen.
4. Planare Bipolzelle gemäss Anspruch 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass diese mindestens eine weitere Bohrung (9) aufweist und dass zu einer solchen weiteren Bohrung (9) Verbindungskanäle (10) für die Sammlung von entweder anodischem oder kathodischem Restgas führen.
5. Planare Bipolzelle gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die poröse Unterlage (2) ein Metallgewebe, eine poröse Metallfolie, ein fein gelochtes Blech oder eine andere poröse Struktur ist.
6. Planare Bipolzelle gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die poröse Unterlage (2) mit der Bipolarplatte (1) luftseitig oder brennstoffsei- tig verbunden ist und der Schichtverbund bei luftseitig aufgebrachter Unterlage in der Reihenfolge Kathode (3), Elektrolyt (4) und Anode (5) oder bei brennstoffseitig aufgebrachter Unterlage in der Reihenfolge Anode (3), Elektrolyt (4) und Kathode (5) aufgetragen ist.
7. Planare Bipolzelle gemäss Anspruch 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass auf beiden Seiten der Bipolarplatte ein entsprechender Schichtverbund aufgetragen ist .
8. Planare Bipolzelle gemäss Anspruch 1, 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialien der funktionellen Schichten dem Elektrolyten angepasst sind, wobei als klassisches Beispiel Yttria stabilisiertes Zirkonoxid als Elektrolyt-, Ni-Cermet als Anode und Lanthan-Strontium-Manganat als Kathode gilt. Für später als Elektrolytmaterial entdeckte Stoffe wie dotiertes Ceroxid oder Lanthan-Galat sind die Elektrodenmaterialien entsprechend angepasst.
9. Planare Bipolzelle gemäss Anspruch 1, 6, 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen, bzw. unter oder auf den funktionellen Schichten weitere Schichten liegen, die der katalytischen Reaktionsbeschleunigung, der elektrischen Kontaktierung, der Phasenstabilisierung oder als Diffusionssperre dienen.
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