[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上下堆叠的多个单元电池（11）形成，这些单元电池分别具有一个或多个介质通道（8）以及膜电极装置（2），所述膜电极装置包括阴极、阳极和布置在所述阴极与所述阳极之间的膜，并且所述燃料电池设备具有基本上平行于堆叠方向延伸的介质引导件（22），所述介质引导件与所述燃料电池堆叠（12）可连接或连接，以引导介质基本上横向于所述堆叠方向地进入或离开所述燃料电池堆叠（12）的单元电池（11）的介质通道（8）。将所述介质引导件（22）形成为功能部件（35）或在所述介质引导件（22）中集成功能部件（35），所述功能部件被构造为在介质进入所述介质通道（8）之前对所述介质进行预处理，或者在所述介质从所述介质通道（8）中离开之后对所述介质进行后处理。

技术领域

本发明涉及一种燃料电池设备，所述燃料电池设备具有燃料电池堆叠，所述燃料电池堆叠由在堆叠方向上彼此上下堆叠的多个单元电池形成，这些单元电池分别具有一个或多个介质通道以及膜电极装置，所述膜电极装置包括阴极、阳极和布置在所述阴极与所述阳极之间的膜，并且所述燃料电池设备具有基本上平行于堆叠方向、特别是在堆叠外部延伸的介质引导件，所述介质引导件与所述燃料电池堆叠可连接或连接，以引导介质基本上横向于所述堆叠方向地进入或离开所述燃料电池堆叠的单元电池的介质通道。

背景技术

例如从US2009/0226795 A1、JP 2005 071 959 A、EP 1836 739 B1或DE 10 2010011 206 A1已知具有在堆叠外部的介质引导件的燃料电池设备。在DE 103 15 601 A1中示出了根据权利要求1的前序部分的特征组的燃料电池设备，其中所述介质引导件同样在堆叠外部附接到所述燃料电池堆叠。

发明内容

因此，本发明的任务是提供一种燃料电池设备，所述燃料电池设备具有紧凑的并因此节省结构空间的设计方案。

该任务通过具有权利要求1的特征组的燃料电池设备得以解决。在从属权利要求中说明了具有本发明的适宜扩展方案的有利设计方案。

所述燃料电池设备的特征在于，将所述介质引导件形成为功能部件或在所述介质引导件中集成这种功能部件，所述功能部件被构造为在介质进入所述介质通道之前对所述介质进行预处理，或者在所述介质从所述介质通道中离开之后对所述介质进行后处理。因此，用于处理所述介质的功能部件不是单独布置的，而是直接构造在所述介质引导件本身中或分配给所述介质引导件。由此导致对所述燃料电池设备所需空间的显著节省。此外存在经减少的数目的部件。

所述介质引导件，即所谓的外部接头（Header），与其余堆叠分开制造，并且在堆叠制造完成后才与所述堆叠连接。由此可以与堆叠几何形状无关地选择所述功能部件的几何形状，其中还开辟了与堆叠方向无关地选择将介质输送到所述功能部件或排出所述功能部件的可能性。

对于所述功能部件，已证明有利的是，所述功能部件选自包括下列各项的组：加湿器、离子交换器、离子阱、颗粒过滤器、空气过滤器和水分离器。

一种易于制造的燃料电池设备的特征在于，设置多个介质引导件，所述多个介质引导件形成为用于输送空气的第一介质输送件和用于排出经至少部分消耗的空气的第一介质排出件，并且所述多个介质引导件形成为用于输送燃料的第二介质输送件和用于排出所述燃料电池堆叠的经至少部分消耗的燃料的第二介质排出件。因此，这两种反应介质沿着所述燃料电池堆叠在侧面、即在堆叠外部在所述介质引导件中被引导，其中这两种反应介质可以垂直于堆叠方向、因此横向地进入或离开所述燃料电池堆叠的单元电池。

为了能够调节所述燃料电池堆叠中的湿气含量，有利的是，将所述第一介质输送件形成为加湿器或在所述第一介质输送件中集成加湿器。

为了不向环境释放可能的污染物，开辟了将所述第一介质排出件形成为空气过滤器或在所述第一介质排出件中集成空气过滤器的可能性。