Brennstoffzellenstapel (2), der zumindest zwei Brennstoffzellen umfasst, wobei jede Brennstoffzelle eine modulare Elektrodenbaugruppe (UEA) (5) mit einer verkleinerten Elektrolytmembran (4) umfasst, die zwischen einem Paar von Elektroden (7) angeordnet ist, wobei eine Membranelektrodenbaugruppe (MEA) (9) gebildet wird, wobei die Membranelektrodenbaugruppe (9) an einer Unterdichtung (3) eingerahmt ist, so dass ein Überlappungsbereich (10) zwischen einem Außenumfang der Membranelektrodenbaugruppe (9) und der Unterdichtung (3) existiert, wobei die eingerahmte Membranelektrodenbaugruppe (9) zwischen einem Paar von Gasdiffusionsmedien (DM) (20) angeordnet ist, wobei jede modulare Elektrodenbaugruppe (5) zwischen einem Paar geprägter Strömungsfeldplatten angeordnet ist, wobei jede Strömungsfeldplatte mit Reaktandenkanalmerkmalen und Stegmerkmalen (50) konfiguriert ist, so dass eine Ausrichtung von Strömungsfeldplatten benachbarter Brennstoffzellen eine Bipolarplatte (8) bildet, die Kühlmitteldurchgänge umfasst, wobei die Strömungsfeldplatten ein aktives Gebiet (16, 11), ein Dichtungsgebiet (12) und ein Überlappungsgebiet (15) umfassen, wobei das Überlappungsgebiet (15) zwischen einem Außenumfang des aktiven Gebietes (16, 11) und einem Innenumfang des Dichtungsgebietes (12) angeordnet und so definiert ist, dass es sich in einer Fläche mit dem Überlappungsbereich (10) zwischen der Membranelektrodenbaugruppe (9) und der Unterdichtung (3) gemeinsam erstreckt, wobei das Überlappungsgebiet (15) eine modifizierte Konfiguration aus Kanalmerkmalen und Stegmerkmalen (50) umfasst, wobei die modifizierte Konfiguration ein Muster aus Kanalmerkmalen und Stegmerkmalen (50), Kühlmittel blockierenden Kanalmerkmalen und Reaktanden blockierenden Stegmerkmalen umfasst, die so ausgelegt sind, um eine Ausrichtung von Kanal über Kanal und Steg über Steg zwischen benachbarten Strömungsfeldplatten im Wesentlichen zu vermeiden, und ferner so ausgelegt ist, um im Wesentlichen isolierte Kühlmitteldurchgänge bei Ausrichtung benachbarter Strömungsfeldplatten zu bilden, wobei jeder isolierte Kühlmitteldurchgang in Fluidkommunikation mit einem Kühlmitteldurchgang des aktiven Gebiets (16, 11) durch nur eine einzelne Verbindung steht, die so positioniert ist, um eine effiziente Entlüftung von Kühlmitteldurchgängen zu erlauben, die notwendig ist, um eine Kühlmittelfüllung zu bewirken, wobei die Kanalmerkmale und Stegmerkmale des Überlappungsgebietes (15) im Wesentlichen dieselbe Teilung und Höhe wie die Kanal- und Stegmerkmale des aktiven Gebietes (16, 11) haben, und die Kanalmerkmale des Überlappungsgebietes (15) so konfiguriert sind, einen Winkel orthogonal zu einem Winkel der Kanalmerkmale des aktiven Gebietes (16, 11) zu haben.
A fuel cell stack of at least two fuel cells, each fuel cell having a unitized electrode assembly (UEA) including a membrane electrode assembly (MEA), a sub-gasket and gas diffusion media (DM), and positioned between modified stamped field-flow plates. The sub-gasket frames the MEA resulting in an overlap area between the MEA and the inner perimeter of the sub-gasket. The UEA is disposed between a pair of stamped flow-field plates which align in adjacent fuel cells to form a bipolar plate. The bipolar plate has an active region, an overlap region and a seal region. The active region is configured with channel and land features which provide reactant flow channels and coolant passages for the fuel cell. The configuration of features in the overlap region, however, is modified from the configuration in the active region so that the overlap region may sustain sufficient mechanical sealing pressure, and to prevent coolant and reactant bypass without impeding coolant and reactant flow in the active area. Modified channel and land feature configurations for the overlap region are exemplified.
BRENNSTOFFZELLENSTAPEL
2022-06-23
Patent
Elektronische Ressource
Deutsch
IPC: | H01M Verfahren oder Mittel, z.B. Batterien, für die direkte Umwandlung von chemischer in elektrische Energie , PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY / B60L PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES , Antrieb von elektrisch angetriebenen Fahrzeugen |
Brennstoffzellenstapel-Befestigungsstruktur und Brennstoffzellenstapel-Befestigungsverfahren
Europäisches Patentamt | 2017
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