DE102007024959A1 - Seal for electrode of e.g. fuel cell, has electrode with expanded material, which is completely surrounded by sealing material in electrode sealing area, where sealing material forms flat sealing surfaces at side surfaces of electrode - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Dichtung einer Elektrode einer Brennstoffzelle oder eines Elektrolyseurs, eine entsprechende Elektrode einer Brennstoffzelle oder eines Elektrolyseurs mit einer solchen Dichtung sowie ein Verfahren zum gegeneinander Dichten einer Elektrode gegen eine Bipolarplatte und/oder Membran einer Brennstoffzelle oder eines Elektrolyseurs.The The invention relates to a seal of an electrode of a fuel cell or an electrolyzer, a corresponding electrode of a fuel cell or an electrolyzer with such a seal and a method for mutually sealing an electrode against a bipolar plate and / or Membrane of a fuel cell or an electrolyzer.
Generell
müssen Elektroden von Brennstoffzellen oder Elektrolyseuren
gegen eine Bipolarplatte oder Membran von Brennstoffzellen oder
Elektrolyseuren gegen ein Auslaufen von Flüssigkeit (Wasser) abgedichtet
werden. Dabei werden Elektroden zum Beispiel durch Dichtmassen direkt
verklebt. Dies hat jedoch den Nachteil, dass keine lösbare
Verbindung solcher Elektroden mehr möglich ist, d. h. ein
eventueller Austausch einer defekten oder abgenutzten Elektrode
aus einem Stapel von Brennstoffzellen ist dann nicht möglich.
Andere Dichtungen sind relativ aufwendig und benötigen
separate Dichtscheiben, welche speziell zwischen einer Bipolarplatte
und beispielsweise einer Membran aufgebracht und angeordnet werden
müssen. Eine solche Dichtung ist beispielsweise in der
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Dichtung einer Elektrode einer Brennstoffzelle oder eines Elektrolyseurs bzw. eine Elektrode mit einer solchen Dichtung bzw. ein Verfahren zum gegeneinander Dichten einer Elektrode gegen eine Bipolarplatte und/oder Membran einer Brennstoffzelle oder eines Elektrolyseurs vorzusehen, welche(s) die Nachteile des Standes der Technik über windet und insbesondere eine besonders einfache, servicefreundliche, zuverlässige und kostengünstige Dichtung mit geringem Bauraumaufwand bietet.It Therefore, the object of the present invention is a seal an electrode of a fuel cell or an electrolyzer or an electrode with such a seal or a method for mutually sealing an electrode against a bipolar plate and / or membrane of a fuel cell or an electrolyzer which overcomes the disadvantages of the prior art over and in particular a particularly simple, service-friendly, reliable and cost-effective seal with low space requirements offers.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Dichtung mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1, durch eine Elektrode mit einer solchen Dichtung mit den Merkmalen gemäß Anspruch 4 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Anspruch 7.The The object is achieved by a seal having the features of claim 1, through an electrode with such a seal with the features according to claim 4 and by a method with the features according to claim 7.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den jeweiligen Unteransprüchen definiert.advantageous Embodiments of the invention are in the respective Subclaims defined.
Bei der erfindungsgemäßen Dichtung einer Elektrode einer Brennstoffzelle oder eines Elektrolyseurs ist ein verstrecktes Material einer Elektrode in einem umlaufenden Dichtungsbereich der Elektrode von einem Dichtungsmaterial vollständig umgeben. Dabei bildet das Dichtungsmaterial erfindungsgemäß an einer ersten Seitenfläche und an einer zweiten Seitenfläche der Elektrode jeweils eine ebene oder im Wesentlichen ebene Dichtfläche.at the seal of an electrode according to the invention a fuel cell or an electrolyzer is a stretched Material of an electrode in a peripheral sealing area of the Electrode completely surrounded by a sealing material. there forms the sealing material according to the invention a first side surface and a second side surface the electrode in each case a flat or substantially flat sealing surface.
Da das verstreckte Material der Elektrode erfindungsgemäß dabei im umlaufenden Dichtungsbereich der Elektrode vollständig vom Dichtungsmaterial umgeben ist, werden somit erfindungsgemäß auch die Öffnungen im Material der Elektrode, welche für den Stofftransport in der Brennstoffzelle bzw. im Elektrolyseur erforderlich sind, zuverlässig abgedichtet. Es ergibt sich eine hundertprozentige Dichtigkeit bezüglich dieser Stoffströme. Die Wiederverwendbarkeit bzw. die Austauschbarkeit einer Elektrode mit einer solchen Dichtung ist gewährleistet durch die jeweilige ebene Dichtfläche an der ersten Seitenfläche bzw. an der zweiten Seitenfläche der mit der erfindungsgemäßen Dichtung versehenen Elektrode.There the stretched material of the electrode according to the invention thereby in the circumferential sealing area of the electrode completely surrounded by the sealing material are thus according to the invention, the openings in the material of the electrode, which for the mass transfer are required in the fuel cell or in the electrolyzer, reliably sealed. It results in a hundred percent Tightness with respect to these material flows. The Reusability or interchangeability of an electrode with a Such seal is guaranteed by the respective level sealing surface on the first side surface or on the second side surface of the invention Seal provided electrode.
Erfindungsgemäß kann das Dichtungsmaterial der Dichtung aus einem Silikon-Dichtungsmaterial bestehen. Dieses kann durch ein geeignetes Verfahren so zugeführt werden, dass im umlaufenden Dichtungsbereich das verstreckte Material der Elektrode vollständig mit dem Dichtungsmaterial, bevorzugt mit dem Silikon-Dichtungsmaterial, umgeben ist.According to the invention the sealing material of the gasket made of a silicone gasket material consist. This can be supplied by a suitable method be that in the circumferential sealing area the stretched material the electrode completely with the sealing material, preferably surrounded with the silicone sealing material.
Um eine möglichst definierte Dichtwirkung zu erzielen und insbesondere um den erfindungsgemäß erforderlichen Platzbedarf, welcher erfindungsgemäß sowieso reduziert ist, besonders zu reduzieren, kann die Dicke des Dichtungsmaterials so gewählt sein, dass sie größer ist als die Dicke der verstreckten Elektrode zwischen den beiden Seitenflächen, so dass bevorzugt die jeweilige Dichtfläche jeweils um mindestens 0,05 mm bis 0,50 mm die erste Seitenfläche und die zweite Seitenfläche der Elektrode überragt.Around to achieve a possible defined sealing effect and in particular to the invention required Space requirement, which inventively reduced anyway is, especially to reduce, the thickness of the sealing material be chosen so that it is bigger as the thickness of the stretched electrode between the two side surfaces, so that preferably the respective sealing surface in each case by at least 0.05 mm to 0.50 mm the first side surface and the second Projected side surface of the electrode.
Die Erfindung betrifft ferner eine Elektrode einer Brennstoffzelle oder eines Elektrolyseurs mit einer Dichtung, wie sie oben beschrieben ist, nämlich eine Elektrode aus verstrecktem Material, welche in einem umlaufenden Dichtungsbereich der Elektrode von einem Dichtungsmaterial vollständig umgeben ist. Dabei bildet das Dichtungsmaterial erfindungsgemäß an einer ersten Seitenfläche und an einer zweiten Seitenfläche der Elektrode jeweils eine ebene oder im Wesentlichen ebene Dichtfläche.The The invention further relates to an electrode of a fuel cell or an electrolyzer with a gasket as described above is, namely an electrode of stretched material, which in a circumferential sealing area of the electrode of a Sealing material is completely surrounded. It forms the sealing material according to the invention on a first side surface and on a second side surface the electrode in each case a flat or substantially flat sealing surface.
Generell ist anzumerken, dass die ebene bzw. im Wesentlichen ebene erfindungsgemäße Dichtfläche nicht mit anderen Dichtflächen verklebt, sondern dadurch eine definierte Dichtung ermöglicht wird, was erfindungsgemäß eine Austauschbarkeit erlaubt.As a general rule It should be noted that the flat or substantially planar sealing surface according to the invention not glued to other sealing surfaces, but thereby a defined seal is made possible, which according to the invention a Interchangeability allowed.
Das Dichtungsmaterial der erfindungsgemäßen Elektrode kann ein Silikon-Dichtungsmaterial sein.The Sealing material of the electrode according to the invention may be a silicone gasket material.
Die erfindungsgemäße Elektrode kann eine Dicke des Dichtungsmaterials aufweisen, welche größer ist als die Dicke der verstreckten Elektrode zwischen den beiden Seitenflächen, wobei bevorzugt die jeweilige Dichtfläche jeweils um mindes tens 0,05 mm bis 0,50 mm die erste Seitenfläche und die zweite Seitenfläche der Elektrode überragt.The electrode according to the invention can be a Have thickness of the sealing material, which is greater than the thickness of the stretched electrode between the two side surfaces, wherein preferably the respective sealing surface in each case by at least 0.05 mm to 0.50 mm, the first side surface and the second side surface of the electrode projects beyond.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum gegeneinander Dichten einer Elektrode gegen eine Bipolarplatte oder eine Membran einer Brennstoffzelle oder eines Elektrolyseurs mit den Schritten: vollständiges Umhüllen eines verstreckten Materials der Elektrode in einem umlaufenden Dichtungsbereich der Elektrode mit einem Dichtungsmaterial, wobei das Dichtungsmaterial an einer ersten Seitenfläche und an einer zweiten Seitenfläche der Elektrode jeweils eine ebene oder im Wesentlichen ebene Dichtfläche bildet, und durch Anordnen der Elektrode und der Bipolarplatte oder der Membran aufeinander so, dass die ebene Dichtfläche des umlaufenden Dichtungsbereichs der Elektrode auf der Bipolarplatte oder der Membran angeordnet wird. Somit kann die erfindungsgemäß lösbare dichtende Verbindung zwischen der Elektrode und der Bipolarplatte oder der Membran hergestellt werden.The The invention also relates to a method of sealing against each other an electrode against a bipolar plate or a membrane of a Fuel cell or an electrolyzer with the steps: complete Enveloping a stretched material of the electrode in a circumferential sealing region of the electrode with a sealing material, wherein the sealing material on a first side surface and one on each of a second side surface of the electrode plane or substantially flat sealing surface forms, and by placing the electrode and the bipolar plate or membrane on each other so that the flat sealing surface of the circumferential Sealing area of the electrode on the bipolar plate or membrane is arranged. Thus, the invention solvable sealing connection between the electrode and the bipolar plate or the membrane can be produced.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren beschrieben, welche eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beispielhaft zeigen.The Invention will be described below with reference to the figures, which a preferred embodiment of the present invention show by way of example.
Die
erfindungsgemäße Elektrode
Auch
in
Wie
in
Aus
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2007
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