Abstract:
Die Erfindung betrifft eine Strömungsplatte (22, 32, 39a-39f) für einen Befeuchter und einen solchen Befeuchter, der eine Vielzahl von Strömungsplatten (22, 32, 39a-39f) und Wasseraustauschmembranen (15) aufweist. Derartige Befeuchter werden unter anderem in elektrochemischen Systemen eingesetzt. Herkömmliche Befeuchter weisen eine geringe Leistung auf, da ein Feuchtigkeitsaustausch üblicherweise nur zwischen den den Wasseraustauschmembranen unmittelbar benachbarten Schichten stattfindet. Die Strömungsplatte (22, 32, 39a-39f) weist ein Strömungsfeld mit einer Vielzahl von freistehenden Stützelementen (27, 28, 29, 33, 34, 38, 40a-40d, 41, 43-52) auf, wobei sich die Stützelemente wenigstens abschnittweise senkrecht zur Planflächenebene der Strömungsplatte erstrecken. Auf dem Strömungsfeld strömt zu befeuchtendes oder Feuchtigkeit abgebendes Gas. In dem Befeuchter (1) sind die Strömungsplatten (22, 32, 39a-39f) in einem Stapel angeordnet, wobei zwischen zwei benachbarten Strömungsplatten des Stapels jeweils ein Membranverbund (15, 16, 17) mit mindestens einer Wasseraustauschmembran (15) angeordnet ist. Die Stützelemente verbessern die Leistung der Befeuchter, so dass eine geringere Anzahl an Strömungsplatten und damit eine gewichts- und bauraumreduziertes Design ermöglicht wird.
Abstract:
Die Erfindung betrifft ein Gaszu- und -abführsystem (100; 100'; 200; 300; 400; 500; 600), umfassend: eine Brennstoffzellenanordnung (2) mit wenigstens einer Elektrode (2a); einen Gas-Gas-Wärmeübertrager (3) zum Übertragen von Wärme zwischen einem der Elektrode (2a) zuzuführenden ersten Gas (5) und einem von der Elektrode (2a) abgeführten oder abführbaren zweiten Gas (6); und einen Befeuchter (4) zum Übertragen von Feuchtigkeit zwischen dem ersten Gas (5) und dem zweiten Gas (6); wobei die Brennstoffzellenanordnung (2), der Gas-Gas-Wärmeübertrager (3) und der Befeuchter (4) derart ausgebildet sind und derart miteinander in Fluidverbindung sind, dass das der Elektrode (2a) zuzuführende erste Gas (5) vor dem Führen des ersten Gases (5) an die Elektrode (2a) in den Gas-Gas-Wärmeübertrager (3) einleitbar ist und dass das zweite Gas (6) zum Übertragen von Wärme zwischen dem ersten Gas (5) und dem zweiten Gas (6) im Gas-Gas-Wärmeübertrager (3) ausgehend von der Elektrode (2a) in den Gas-Gas-Wärmeübertrager (3) einleitbar ist; dass das erste Gas (5) und das zweite Gas (6) ausgehend vom Gas-Gas-Wärmeübertrager (3) zum Übertragen von Feuchtigkeit zwischen dem ersten Gas (5) und dem zweiten Gas (6) im Befeuchter (4) in den Befeuchter (4) einleitbar sind; und dass das erste Gas (5) ausgehend vom Befeuchter (4) in die Brennstoffzellenanordnung (2) einleitbar ist und der Elektrode (2a) zuführbar ist. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Führen eines ersten Gases (5) an wenigstens eine Elektrode (2a) einer Brennstoffzellenanordnung (2) und zum Abführen eines zweiten Gases (6) von der wenigstens einen Elektrode (2a).
Abstract:
Die Erfindung betrifft eine Separatorplatte (10) für ein elektrochemisches System (1), umfassend: mindestens eine Durchgangsöffnung (10a-h) zur Ausbildung eines Medienkanals zur Medienzufuhr oder zur Medienableitung; mindestens eine um die mindestens eine Durchgangsöffnung (10a-h) herum angeordnete Sickenanordnung (14a-h) zum Abdichten der Durchgangsöffnung (10a-h), wobei wenigstens eine der Flanken (21, 22) der Sickenanordnung (14a-h) wenigstens einen Durchbruch (25, 26) zum Durchleiten eines Mediums durch die Sickenflanke (21, 22) aufweist; und mindestens einen Leitungskanal (27), der sich an einer Außenseite der Sickenanordnung (14a-h) an den Durchbruch (25, 26) in der Sickenflanke (21, 22) anschließt und der über den Durchbruch (25, 26) in der Sickenflanke (21, 22) in Fluidverbindung mit einem Sickeninnenraum (24) ist. Die Separatorplatte (10) ist dadurch gekennzeichnet, dass der Leitungskanal (27) derart ausgebildet ist, dass eine parallel zur Planflächenebene der Separatorplatte (10) bestimmte Breite (31) des Leitungskanals (27) zur Sickenanordnung (14a-h) hin wenigstens abschnittweise zunimmt.
Abstract:
The present invention describes an electrochemical system as well as a bipolar plate for use in an electrochemical system. The electrochemical system (1), consists of a layering of several cells (2), which in each case are separated from one another by bipolar plates (3), wherein the bipolar plates comprise openings for the cooling (4) or for the removal and supply of operating media (5) to the cells, and the layering may be set under mechanical compressive stress, wherein at least one cell comprises an electrochemically active region (6) which is surrounded by a boundary wall (7) of the bipolar plate, and a channel structure (8) of the bipolar plate is provided within the electrochemically active region, for the uniform media distribution, wherein at least one gas diffusion layer (9) is provided for the micro-distribution of media. Limitation elements (10) are provided in the border region between the channel structure as well as the boundary wall, for avoiding fluid from bypassing between the channel structure and the boundary wall, wherein the gas diffusion layer covers the channel structure and/or at least parts of the limitation elements. The reliability and the efficiency of electrochemical systems are decisively increased by way of preventing the bypass in the border region of the electrochemically active field.
Abstract:
Die Erfindung betrifft eine Separatorplatte (10) für ein elektrochemisches System (1) mit zwei Einzelplatten (10', 10'') und einem zwischen den Einzelplatten angeordneten Hohlraum (18) zum Durchführen eines Kühlmediums, wobei wenigstens eine der Einzelplatten einen aktiven Bereich (16', 16'') mit Strukturen (17', 17'') zum Führen eines Reaktionsmediums an einer Außenseite der Separatorplatte (10) sowie eine Sicke (15', 15'') aufweist, die zum Abdichten des aktiven Bereichs oder zum Abdichten einer Öffnung (10c, 10g) in der Separatorplatte (10) ausgebildet ist, wobei die Öffnung (10c, 10g) zum Zuführen eines Kühlmediums in den Hohlraum (18) oder zum Abführen eines Kühlmediums aus dem Hohlraum (18) ausgebildet ist, und wobei die Sicke (15', 15'') wenigstens einen abgesenkten Bereich (31', 31'') aufweist, in dem die Höhe (20', 20'') des Sickendaches (23', 23'') kleiner ist als die entlang des Verlaufs der Sicke (15', 15'') bestimmte mittlere Höhe des Sickendaches (23', 23''). Die vorgeschlagene Separatorplatte zeichnet sich dadurch aus, dass eine minimale Höhe des Sickendaches (23', 23'') im abgesenkten Bereich (31', 31'') zur Verringerung einer Kühlmittelströmung im Sickeninnenraum (24) kleiner oder gleich einer maximalen Höhe (22', 22'') der Strukturen (17', 17'') des aktiven Bereichs (16', 16'') ist.
Abstract:
Die Erfindung betrifft einen Befeuchter (3), insbesondere zum Befeuchten von Prozessgas für Brennstoffzellen, umfassend: einen ersten Eingang (5) zum Zuführen trockenen Gases sowie einen ersten Ausgang (6) zum Abgeben befeuchteten Gases, einen zweiten Eingang (7) zum Zuführen feuchten Gases sowie einen zweiten Ausgang (8) zum Abgeben entfeuchteten Gases, mindestens eine erste (12) und eine zweite (14) Strömungsplatte, ein zwischen der ersten (12) und der zweiten Strömungsplatte (14) angeordnetes Wassertransfermedium (15), das im Betrieb gasundurchlässig oder im Wesentlichen gasundurchlässig ist, wobei die erste (12) und die zweite Strömungsplatte (14) jeweils Kanäle (13, 17) zur Gasführung aufweisen. Die Kanäle (13, 17) weisen entlang ihrer Haupterstreckungsrichtung jeweils eine Vielzahl von Leitgeometrien auf, die derart ausgebildet sind, dass sie senkrecht zur Planflächenebene der jeweiligen Strömungsplatte (12, 14) eine Störung der ideal linearen laminaren Strömung des im Kanal (13, 17) geführten Gases bewirken.
Abstract:
Die Erfindung betrifft Gasdiffusionslage zum Einsatz in einem Befeuchter für ein elektrochemisches System oder für ein HVAC-System, wobei die Gasdiffusionslage in einem be- oder entfeuchtenden Bereich einer Schutz-und Stützstruktur für die eigentliche Membrane mindestens eine senkrecht zu einer Planebene (X-Y-Ebene) verlaufende, durchgehende Perforation (3) aufweist.
Abstract:
The application relates to a water transfer compound, preferably for use for the humidification of process gases for fuel cells, comprising: - a water-permeable and essentially gas-impermeable water transfer layer as well as - at least one thermoplastic protection layer which is water- and gas-permeable at least in sections, where - the water transfer layer and the thermoplastic protection layer overlap each other at least in sections and comprise a first and a second overlapping area, where - the water transfer layer in the first overlapping area is accessible for humid gases through the thermoplastic protection layer and the water transfer compound is thermocompressed in the second overlapping area so that the water transfer layer in the second overlapping area is not accessible for humid gases through the compressed thermoplastic protection layer.
Abstract:
The invention relates to an electrochemical system, especially fuel cell system, comprising two separator plates as well as a membrane-electrode assembly MEA (4) arranged between these separator plates with the MEA (4) being arranged at least in regions between the separator plates, with the separator plates and the MEA (4) each comprising at least two passage openings (14) for a flush arrangement of the separator plates and the MEA (4) at positioning devices (6a, 6b) during the assembly of the electrochemical system (1) and resilient bridges (7) arranged at the periphery of at least one passage opening (14) for a mechanical butting to the at least one positioning device (6a, 6b) in such a manner that during the stacking of the separator plates and the MEA (4), the MEAs (4) center themselves in a direction orthogonal to the stack direction between the separator plates.
Abstract:
The application relates to a Humidifier (1), in particular for the humidification of process gases for fuel cells, comprising: • a first inlet for the supply of dry gases as well as a first outlet for the release of humidified gases and • a second inlet for the supply of humid gases as well as a second outlet for the release of dehumidified gases, • at least a first (2.1) and a second (2.2) flow plate as well as a water transfer medium (6) arranged between the first and second flow plates, which water transfer medium is essentially gas-tight during service, with • the first (2.1) and the second (2.2) flow plate each comprising channels (3) for the guidance of gases and where in at least one of the flow plates at least in regions in the plane of the flow plate the channels ex¬ tend wave- shaped in such a manner that the channels of the first and second flow plates at least in this area do not engage with each other with positive fit.