Abstract:
Um eine elektrochemische Vorrichtung, umfassend einen Stapel aus mehreren, längs einer Stapelrichtung aufeinanderfolgenden elektrochemischen Einheiten, die jeweils eine elektrochemisch aktive Membran-Elektroden-Anordnung, eine Bipolarplatte und mindestens ein Dichtelement umfassen, mindestens einen Mediumkanal, der sich längs der Stapelrichtung durch mehrere der elektrochemischen Einheiten hindurch erstreckt, mindestens ein Strömungsfeld, durch welches ein Medium aus dem Mediumkanal quer zu der Stapelrichtung von dem Mediumkanal zu einem anderen Mediumkanal strömen kann, und mindestens einen Verbindungskanal, durch welchen das Strömungsfeld und der Mediumkanal in Fluidverbindung miteinander stehen, zu schaffen, welche ein Überlappen von in der Stapelrichtung aufeinanderfolgenden Dichtelementen auch im Bereich eines Verbindungskanals ermöglicht und keine aufwändige konstruktive Lösung zur Abstützung oder Verstärkung des Dichtelements erfordert, wird vorgeschlagen, dass die Dichtungsanordnung einen Verbindungskanal-Bereich, in welchem die Dichtungsanordnung den mindestens einen Verbindungskanal quert, und mindestens einen in der Längsrichtung der Dichtungsanordnung vor oder hinter dem Verbindungskanal-Bereich liegenden Nachbarbereich umfasst, wobei die Dichtungsanordnung in dem Verbindungskanal-Bereich eine geringere mittlere Höhe aufweist als in dem Nachbarbereich.
Abstract:
Um eine elektrochemische Vorrichtung, umfassend einen Stapel aus mehreren elektrochemischen Einheiten (106), mindestens einen Mediumkanal (118), der sich längs einer Stapelrichtung (104) erstreckt, mindestens ein Strömungsfeld (120), durch welches ein Medium quer zu der Stapelrichtung von dem Mediumkanal zu einem anderen Mediumkanal strömen kann, und mindestens einen Verbindungskanal (128, 138), durch welchen das Strömungsfeld (120) und der Mediumkanal (118) in Fluidverbindung miteinander stehen, wobei der Verbindungskanal (128, 138) eine mediumkanalseitige Mündungsöffnung (176), die sich längs einer Umfangsrichtung (178) des Strömungsfelds (120) von einem ersten mediumkanalseitigen Rand (180) bis zu einem zweiten mediumkanalseitigen Rand (182) erstreckt, und eine strömungsfeldseitige Mündungsöffnung (184), die sich längs der Umfangsrichtung (178) von einem ersten strömungsfeldseitigen Rand (186) bis zu einem zweiten strömungsfeldseitigen Rand (188) erstreckt, aufweist, zu schaffen, bei welcher ein großer Volumenstrom des fluiden Mediums durch den Verbindungskanal hindurch erzielbar ist, wird vorgeschlagen, dass mindestens einer der strömungsfeldseitigen Ränder gegenüber einem der mediumkanalseitigen Ränder längs der Umfangsrichtung von dem jeweils anderen strömungsfeldseitigen Rand weg versetzt ist.
Abstract:
Um eine elektrochemische Vorrichtung, umfassend mehrere, längs einer Stapelrichtung aufeinanderfolgende elektrochemische Einheiten, welche jeweils eine Membran, eine erste Gasdiffusionslage, eine zweite Gasdiffusionslage, ein stoffschlüssig mit der ersten Gasdiffusionslage verbundenes erstes Dichtelement, ein stoffschlüssig mit der zweiten Gasdiffusionslage verbundenes zweites Dichtelement und eine Bipolarplatte umfassen, zu schaffen, welche in einfacher Weise eine präzise Positionierung der Dichtelemente der elektrochemischen Vorrichtung relativ zu den Bipolarplatten der elektrochemischen Vorrichtung bei der Assemblierung der elektrochemischen Vorrichtung ermöglicht, wird vorgeschlagen, dass das erste Dichtelement mindestens einer elektrochemischen Einheit durch mindestens eine Kopplungseinrichtung mechanisch mit dem zweiten Dichtelement derselben elektrochemischen Einheit, mit dem ersten Dichtelement einer benachbarten elektrochemischen Einheit, mit dem zweiten Dichtelement einer benachbarten elektrochemischen Einheit und/oder mit einer Bipolarplatte gekoppelt ist.
Abstract:
Um eine Brennstoffzellenvorrichtung bereitzustellen, welche einfach und kostengünstig herstellbar ist, wird vorgeschlagen, dass die Brennstoffzellen- vorrichtung Folgendes umfasst: mehrere Brennstoffzellenelemente, welche längs einer Stapelrichtung aufeinander gestapelt sind und einen Brennstoff- zellenstack bilden; eine Verspannvorrichtung zur Fixierung der Brennstoff- zellenelemente; eine Fluidführungseinheit zur Zuführung von Brennstoff und/oder Oxidator und/oder Kühlmittel zu den Brennstoffzellenelementen und/oder zur Abführung von Brennstoff und/oder Oxidator und/oder Abgas und/oder Kühlmittel von den Brennstoffzellenelementen, wobei die Verspann- vorrichtung zwei oder mehr Querträger umfasst, welche sich zumindest näherungsweise senkrecht zur Stapelrichtung erstrecken, wobei an jedem Ende des Brennstoffzellenstacks jeweils mindestens ein Querträger angeordnet ist, wobei die Querträger mittels Spannelementen aufeinanderzu ziehbar sind und der Brennstoffzellenstack hierdurch zwischen die Querträger einspannbar ist.
Abstract:
Um ein Strömungselement, welches insbesondere als Bestandteil einer Bipolarplatte in elektrochemischen Einrichtungen Anwendung findet, zu schaffen, welches stabil ausgebildet ist und eine effiziente Strömungsführung ermöglicht, wird vorgeschlagen, dass das Strömungselement einen platten- förmigen Grundkörper umfasst, der als ein Blechumformprodukt ausgebildet ist und eine Kanalstruktur aufweist, wobei die Kanalstruktur mehrere Kanäle umfasst, welche durch Vertiefungen in dem Grundkörper gebildet und durch Erhöhungen des Grundkörpers voneinander getrennt sind, wobei mindestens ein Bereich mit Normalniveaudifferenz vorgesehen ist, welche bezüglich einer senkrecht zu zwei Haupterstreckungsrichtungen des Grundkörpers verlaufenden Höhenrichtung einen Höhenunterschied zwischen einer Vertiefung und einer angrenzenden Erhöhung bezeichnet, wobei mindestens ein Bereich mit reduzierter Niveaudifferenz vorgesehen ist, in welchem ein Höhenunterschied zwischen einer Vertiefung und einer angrenzenden Erhöhung geringer ist als die Normalniveaudifferenz, wobei der mindestens eine Bereich mit reduzierter Niveaudifferenz einen Paralleldehnungsbereich des Grundkörpers umfasst, welcher bei einer aus der Umformung des Blechumformprodukts resultierenden Dehnung des Grundkörpers längs Dehnungsvektoren gedehnt ist, die in parallel zueinander verlaufenden Ebenen liegen, wobei der mindestens eine Bereich mit reduzierter Niveaudifferenz, welcher den Paralleldehnungsbereich des Grundkörpers umfasst, an einen Krümmungsdehnungsbereich des Grundkörpers angrenzt, welcher bei einer aus der Umformung des Blechumformprodukts resultierenden Dehnung des Grundkörpers längs Dehnungsvektoren gedehnt ist, die in sich schneidenden Ebenen liegen.
Abstract:
Um eine elektrochemische Vorrichtung, umfassend mehrere, längs einer Stapelrichtung aufeinanderfolgende elektrochemische Einheiten, welche jeweils eine Membran, eine erste Gasdiffusionslage, eine zweite Gasdiffusionslage, ein stoffschlüssig mit der ersten Gasdiffusionslage verbundenes erstes Dichtelement, ein stoffschlüssig mit der zweiten Gasdiffusionslage verbundenes zweites Dichtelement und eine Bipolarplatte umfassen, zu schaffen, deren Dichtelemente einfach herstellbar und präzise relativ zu den anderen Bauteilen der elektrochemischen Vorrichtung positionierbar und mit den anderen Bauteilen der elektrochemischen Vorrichtung assemblierbar sind, wird vorgeschlagen, dass eines der Dichtelemente jeder elektrochemischen Einheit als ein Rahmen-Dichtelement ausgebildet ist, welches ein Elastomerteil und einen Rahmen umfasst, wobei der Rahmen aus einem Material gebildet ist, dass eine höhere Formstabilität aufweist als das Elastomermaterial, aus dem das Elastomerteil gebildet ist.
Abstract:
Um ein Verfahren zum Erzeugen eines Dichtelements an einer Gasdiffusionslage einer elektrochemischen Einheit, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: - Anordnen eines Spritzgießwerkzeugs an der Gasdiffusionslage; - Einbringen von Spritzgießmaterial in eine Kavität des Spritzgießwerkzeugs; zu schaffen, bei welchem eine Beschädigung der Gasdiffusionslage vermieden und ein Dichtelement mit einem mechanisch stabilen Anbindungsbereich erzeugt wird, wird vorgeschlagen, dass das Spritzgießwerkzeug mindestens ein Verformungsbegrenzungselement umfasst, welches eine Verformung der Gasdiffusionslage während des Einbringens des Spritzgießmaterials in die Kavität begrenzt oder verhindert.
Abstract:
Um eine Brennstoffzellenvorrichtung, umfassend einen Brennstoffzellenstapel, der mehrere in einer Stapelrichtung aufeinanderfolgende Brennstoffzelleneinheiten umfasst, und zwei Endplatten, zwischen denen der Brennstoffzellenstapel angeordnet ist, zu schaffen, bei welcher schädliche Auswirkungen von aus den Brennstoffzelleneinheiten austretendem Wasserstoff vermieden werden, ohne dass dies den Zugang zu den Brennstoffzelleneinheiten unmöglich macht oder einen unverhältnismäßig großen Wartungsaufwand mit sich bringt, wird vorgeschlagen, dass die Brennstoffzellenvorrichtung eine Einhausung umfasst, welche den Brennstoffzellenstapel und die Endplatten umgibt, wobei das freie Restvolumen, das innerhalb der Einhausung zwischen der Einhausung, dem Brennstoffzellenstapel und den Endplatten verbleibt, kleiner ist als 20% des Innenvolumens der Einhausung.
Abstract:
Um ein Strömungselement zu schaffen, mittels welchem ein Fluid möglichst gleichmäßig über eine Fläche hinweg geführt und/oder verteilt werden kann, wird vorgeschlagen, dass das Strömungselement einen plattenförmigen Grundkörper umfasst, der eine Kanalstruktur aufweist, wobei die Kanalstruktur zwei oder mehr Kanalzüge umfasst, welche eine Eintrittseite der Kanalstruktur mit einer Austrittseite der Kanalstruktur verbinden, wobei die zwei oder mehr Kanalzüge jeweils einen oder mehrere Mäanderabschnitte aufweisen, wobei Mäanderabschnitte voneinander verschiedener Kanalzüge ineinander geschachtelt angeordnet sind.