[发明专利]燃料电池和用于燃料电池的运行方法

说明书

在实施方式中，燃料电池(1)包括多个电极薄膜单元(2)和多个双极板(3)，这些双极板分别位于相邻的电极薄膜单元(2)之间。双极板(3)的凸出区域(31)侧向地突伸超出电极薄膜单元(2)，并且设计用于被冷却气体(4)绕流。

技术领域

本发明涉及一种燃料电池。此外，本发明还涉及一种用于燃料电池的运行方法。

背景技术

文献EP 2 924 793 A1涉及一种燃料电池。

在文献EP1 238 881 A1中描述了一种轨道车辆。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种燃料电池，其可以被有效地冷却。

所述技术问题按照本发明通过一种燃料电池解决，所述燃料电池具有

-至少一个电极薄膜单元，

-至少两个双极板，

其中，

-双极板的凸出区域侧向地突伸超出至少一个电极薄膜单元，并且

-所述凸出区域设计用于被冷却气体绕流。

所述技术问题按照本发明还通过一种用于前述类型的燃料电池的运行方法解决，其中，双极板的凸出区域被空气冷却。

所述的燃料电池包括双极板，其从燃料电池的其余部件凸出。因此，能够通过双极板有效地冷却燃料电池。

在此为了简单起见，即使当在电气方面，端板基于仅唯一的极性严格来说不是双极板，并且尤其因此可以被修改时，燃料电池的端板也包含在术语双极板内，端板限界具有一个电极薄膜单元或具有多个电极薄膜单元和位于它们之间的双极板的堆叠。

根据至少一个实施方式，燃料电池包括多个电极薄膜单元，其也被称为MembraneElectrode Assembly或简称为MEA。电极薄膜单元设计用于通过氢气和氧气生成水的反应来产生电流，也就是说，电极薄膜单元设计用于将氢气和氧气的化学反应能量转换为电能。优选地，多个电极薄膜单元通过电极板在电路上串联地存在。优选地，多个电极薄膜单元在电路上串联地存在。

优选地，运载气体包括需要的氢气。氢气从运载气体转换出。优选地，运载气体包括需要的氢气。针对氢气的运载气体例如是氢气气体，简称为H₂。同样可能的是，惰性气体和/或重组气体用作针对氢气的运载气体。

针对燃料电池的氧气优选来自于环境空气，但也可以作为纯氧被输送。尤其例如在以燃料电池运行的列车中可能的是，用于运行燃料电池的氧气来自于空气通道、如用于运行列车制动的主压力空气通道。

根据至少一个实施方式，与电极薄膜单元的数量相关地，燃料电池包括一个、两个或多于两个的双极板。优选更多个双极板分别位于相邻的电极薄膜单元之间。通过双极板产生电极薄膜单元的电气串联连接。电极薄膜单元和双极板因此作为堆叠(也被称为堆栈)存在。

此外优选地，双极板用于给分别相邻的电极薄膜单元供应至少一个反应气体、例如氢气气体和空气。针对氢气和氧气的运载气体彼此分离地引导，并且分别优选仅位于双极板的主侧面。也就是说，在双极板的一侧，空气输送至一个相邻的电极薄膜单元，并且在双极板的另一对置的侧面上，H₂气体输送至另一相邻的电极薄膜单元。双极板装备有针对气体的相应的供应通道。

根据至少一个实施方式，至少一个双极板具有凸出区域。凸出区域侧向地突伸超出电极薄膜单元。也就是说，凸出区域从具有电极薄膜单元的堆叠(也被称为堆栈)的其余部件突伸出。凸出区域因此形成燃料电池上的凸出部或外翻部或壁板(Sims)。

根据至少一个实施方式，凸出部设计用于被冷却气体绕流。相对冷却气体备选地可以考虑冷却液体。因此，通过凸出区域能够实现经由冷却气体来冷却燃料电池。