[发明专利]燃料电池设备

说明书

本发明涉及一种燃料电池设备（1），所述燃料电池设备具有燃料电池堆叠（12），所述燃料电池堆叠由在堆叠方向上彼此堆叠的多个单元电池（11）形成，单元电池分别具有一个或多个介质通道（8）和膜电极装置（2），所述膜电极装置包括阴极、阳极以及布置在所述阴极和所述阳极之间的膜，并且所述燃料电池设备具有基本上平行于所述堆叠方向延伸的介质引导件（22）。所述介质引导件（22）是与所述燃料电池堆叠（12）能连接的或与所述燃料电池堆叠（12）连接，以便基本上横向于所述堆叠方向地将介质引导进入或离开所述燃料电池堆叠（12）的单元电池（11）的所述介质通道（8）。

技术领域

本发明涉及一种具有燃料电池堆叠的燃料电池设备，所述燃料电池堆叠由在堆叠方向上彼此堆叠的多个单元电池（unit cell）形成。每个单元电池具有一个或多个介质通道和膜电极装置（MEA）。所述膜电极装置包括阴极、阳极以及布置在所述阴极和所述阳极之间的膜。此外，所述燃料电池设备还具有基本上平行于所述堆叠方向延伸的介质引导件。

背景技术

已知的燃料电池设备具有在所述燃料电池堆叠内沿着所述堆叠方向构造的通道。为了保证反应介质不混合，需要复杂的密封结构。此外，在运行所述燃料电池堆叠时还应当确保介质不会向外到达环境中。

在DE 10 2007 023 544 A1中展示了根据权利要求1的前序部分的燃料电池设备。用于运行介质和/或冷却介质的收集管道被周边密封件包围。在此必须保证所述燃料电池堆叠的其中每个单元电池都相应地密封所述收集管道或者针对分别输送到活性区域的介质来设置相应的通道。这种密封结构在制造方面是耗费的。

发明内容

因此，本发明的任务是提供一种燃料电池设备，在该燃料电池设备中简化了用于所述燃料电池堆叠的介质输送。

所述任务通过具有权利要求1的特征的燃料电池设备得以解决。特别地，在此所述介质引导件是与所述燃料电池堆叠能连接的或与所述燃料电池堆叠连接，以便基本上横向于所述堆叠方向地将介质引导进入或离开所述燃料电池堆叠的单元电池的介质通道。

这种布置是有利的，因为可以针对所述介质引导件来选择与用于所述单元电池或用于所述单元电池的双极板的材料不同的材料。此外，可以减少为了密封所述介质引导件而必须制造的密封迹线（Dichtungsspur）的数量。由此也降低了制造复杂性。

有利的是，所述介质引导件包括引导接片和与所述引导接片连接的引导腿。在此，所述引导腿是与所述燃料电池堆叠能连接的或与所述燃料电池堆叠连接。由此可以描述U形，其中该“U”形的开口末端指向所述燃料电池堆叠，并且因此将所述介质从外部引向所述燃料电池堆叠处。因此，所述介质在所述介质引导件内基本上平行于所述堆叠方向流动。所述介质在关于所述堆叠方向横向或侧向的方向（x-y方向）上进入燃料电池堆叠中。

为了经改善的密封，已证明有利的是，所述介质引导件借助于接合线与所述燃料电池堆叠连接。这些接合线基本上在堆叠方向上延伸并且布置在所述介质通道的两侧。优选地，所述接合线也像所述介质引导件那样在所述燃料电池堆叠的整个长度上沿堆叠方向（z方向）延伸。通过设置在所述燃料电池堆叠的外棱边上的接合线，可以实现所述介质引导件相对于环境的密封。优选地选择所述接合线的材料，以便将所述介质引导件以材料配合的方式与所述燃料电池堆叠连接；由此将所述介质引导件与所述燃料电池堆叠粘接。

为了实现具有高效率的燃料电池堆叠，有意义的是，所述单元电池具有活性区域和位于所述活性区域之外的边缘区域，在所述边缘区域中所述一个或多个介质通道被构造为引导至少一种介质进入或离开所述活性区域。所述活性区域基本上是在其中进行燃料电池的电化学反应的区域。特别地，所述活性区域在周边侧通过非活性的边缘区域界定。所述边缘区域基本上被设置用于在两个相邻的双极板之间产生密封并且特别是提供所述介质通道以用于输送介质，诸如反应介质或冷却介质。