DE102017206869A1 - Cooling channel for a fuel cell, fuel cell and method for producing a cooling channel - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Kühlkanal (5) für eine Brennstoffzelle (1) zum Befördern eines Kühlmediums, wobei mindestens ein Teil einer inneren, dem Kühlmedium zugewandten Oberfläche des Kühlkanals (7) eine wärmeleitende, polymerbasierte Beschichtung (6) aufweist.The invention relates to a cooling channel (5) for a fuel cell (1) for conveying a cooling medium, wherein at least part of an inner, the cooling medium facing surface of the cooling channel (7) has a heat-conducting, polymer-based coating (6).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kühlkanal für eine Brennstoffzelle sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung als auch eine Brennstoffzelle mit einem Kühlkanal. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung auch eine Verwendung einer wärmeleitenden, polymerbasierten Beschichtung.The present invention relates to a cooling channel for a fuel cell and a method for its production as well as a fuel cell with a cooling channel. Moreover, the present invention also relates to a use of a thermally conductive, polymer-based coating.
Brennstoffzellen sind Energieerzeugungssysteme, die z.B. durch eine chemische Umsetzung von Wasserstoff und Sauerstoff elektrische Energie erzeugen. Um die bei dieser Reaktion entstehende Wärme abzuführen, wird eine Brennstoffzelle mit einem Kühlmedium gekühlt. Das Kühlmedium wird hierbei durch Kühlkanäle geführt, die insbesondere in sogenannten Bipolarplatten gebildet sind, wobei Bipolarplatten zwischen zwei Reaktionsbereichen der Brennstoffzelle, den Membranelektrodenanordnungen, angeordnet sind. Da die Bipolarplatten in der Regel aus Metall gebildet sind, kann insbesondere bei wasserhaltigen oder alkoholhaltigen Kühlmedien ein Leckagestromfluss über den Kühlkanal und durch das Kühlmedium nicht 100%ig verhindert werden. Dies führt zu einem Risiko für den Anwender der Brennstoffzelle. Um dieses Risiko zu senken, gibt es im Stand der Technik Bestrebungen, eine innere, dem Kühlmedium zugewandte Oberfläche der Kühlkanäle mit einem keramischen Material zu beschichten. Diese Technik ist allerdings sehr aufwändig und kostenintensiv.Fuel cells are power generation systems, e.g. generate electrical energy by a chemical reaction of hydrogen and oxygen. In order to dissipate the heat generated in this reaction, a fuel cell is cooled with a cooling medium. The cooling medium is guided here by cooling channels, which are formed in particular in so-called bipolar plates, wherein bipolar plates between two reaction regions of the fuel cell, the membrane electrode assemblies, are arranged. Since the bipolar plates are usually formed of metal, a leakage current flow over the cooling channel and through the cooling medium can not be 100% prevented, especially in water-containing or alcohol-containing cooling media. This leads to a risk for the user of the fuel cell. To reduce this risk, there are efforts in the art to coat an inner surface of the cooling channels facing the cooling medium with a ceramic material. However, this technique is very complex and expensive.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Kühlkanal für eine Brennstoffzelle bereitzustellen, der sich durch eine reduzierte elektrische Leitfähigkeit bei gleichzeitig hoher thermischer Leitfähigkeit und damit durch ein minimiertes Risiko des Stromflusses durch das geförderte Kühlmedium auszeichnet und dabei kostengünstig herstellbar und dauerhaft stabil ist. Darüber hinaus ist es auch eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein einfaches und kostengünstiges Verfahren zur Herstellung eines Kühlkanals anzugeben. Ferner ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine anwendungssichere Brennstoffzelle anzugeben. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Verwendung für eine wärmeleitende, polymerbasierte Beschichtung anzugeben.It is therefore an object of the present invention to provide a cooling channel for a fuel cell, which is characterized by a reduced electrical conductivity with high thermal conductivity and thus by a minimized risk of current flow through the subsidized cooling medium and is inexpensive to produce and permanently stable. Moreover, it is also an object of the present invention to provide a simple and inexpensive method for producing a cooling channel. Furthermore, it is an object of the invention to provide an application-safe fuel cell. Another object of the invention is to provide a use for a thermally conductive, polymer-based coating.
Die Aufgabe wird durch einen Kühlkanal für eine Brennstoffzelle zum Befördern eines Kühlmediums erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass mindestens ein Teil einer inneren, dem Kühlmedium zugewandten Oberfläche des Kühlkanals eine wärmeleitende, polymerbasierte Beschichtung aufweist.The object is achieved by a cooling channel for a fuel cell for conveying a cooling medium according to the invention that at least part of an inner, the cooling medium facing surface of the cooling channel has a heat-conducting, polymer-based coating.
Insbesondere ist der Kühlkanal mindestens teilweise, vorzugsweise vollständig, in einer Bipolarplatte einer Brennstoffzelle gebildet, wobei die Bipolarplatte aus Gründen der verbesserten Wärmeleitfähigkeit vorteilhafterweise aus einem metallischen Material oder einem kohlenstoffbasierten Material, wie beispielsweise Graphit, besteht. Wird der erfindungsgemäße Kühlkanal in einer Brennstoffzelle bzw. Brennstoffzellenanordnung mit mehreren, übereinander angeordneten, so genannten gestackten Brennstoffzellen, verwendet, ist insbesondere zwischen jeder Membranelektrodenanordnung einer Einzelzelle eine Bipolarplatte mit mindestens einem erfindungsgemäßen Kühlkanal gebildet. Der Kühlkanal ist hierbei in Form, Gestalt und Dimensionierung nicht beschränkt und derart ausgestaltet, dass er eine gute Kühlung der Brennstoffzelle ermöglicht.In particular, the cooling channel is at least partially, preferably completely, formed in a bipolar plate of a fuel cell, wherein the bipolar plate advantageously for reasons of improved thermal conductivity of a metallic material or a carbon-based material, such as graphite. If the cooling duct according to the invention is used in a fuel cell or fuel cell arrangement with a plurality of stacked fuel cells arranged one above the other, in particular a bipolar plate with at least one cooling channel according to the invention is formed between each membrane electrode arrangement of a single cell. The cooling channel is in this case not limited in shape, shape and dimensions and configured such that it allows a good cooling of the fuel cell.
Unter einer wärmeleitenden, polymerbasierten Beschichtung wird eine Beschichtung verstanden, die mindestens einen Teil, also einen Bereich einer inneren Oberfläche des Kühlkanals, bedeckt. Mit anderen Worten ist also diejenige Oberfläche, die bei bestimmungsgemäßem Gebrauch des Kühlkanals mit dem Kühlmedium in Kontakt steht, mit der erfindungsgemäßen Beschichtung beschichtet, wobei die Wärmeleitfähigkeit der Beschichtung mindestens 0,30 W/mK bei 25 °C und einer Feuchte von 100% beträgt und mittels des Verfahrens, das in
Der erfindungsgemäße Kühlkanal weist aufgrund der spezifisch ausgebildeten Beschichtung eine hohe Resistenz gegenüber einer Stromleitung, also eine reduzierte elektrische Leitfähigkeit, aus, so dass etwaige Leckageströme nicht an das Kühlmedium und durch es hindurch gelangen. Der erfindungsgemäße Kühlkanal trägt somit effektiv zur Anwendersicherheit einer mit dem Kühlkanal ausgestatteten Brennstoffzelle bei.Due to the specifically formed coating, the cooling channel according to the invention has a high resistance to a power line, that is to say a reduced electrical conductivity, so that any leakage currents do not reach the cooling medium and pass through it. The cooling channel according to the invention thus contributes effectively to the user safety of a fuel cell equipped with the cooling channel.
Die Unteransprüche haben vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung zum Inhalt.The dependent claims have advantageous developments and refinements of the invention to the content.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung bedeckt die wärmeleitende, polymerbasierte Beschichtung die innere, bei bestimmungsgemäßem Gebrauch des Kühlkanals einem Kühlmedium zugewandte Oberfläche des Kühlkanals, vollständig. Hierdurch kann eine etwaige Stromleitung durch den Kühlkanal, bzw. durch das im Kühlkanal geführte Kühlmedium, besonders effektiv verhindert werden.According to an advantageous development, the heat-conducting, polymer-based coating completely covers the inner surface of the cooling channel facing a cooling medium when the cooling channel is used as intended. In this way, a possible power line through the cooling channel, or by the guided in the cooling channel cooling medium, are particularly effectively prevented.
Aufgrund der sehr guten wärmeleitenden Eigenschaften sowie der kostengünstigen Struktur und guten Verarbeitbarkeit, umfasst die polymerbasierte Beschichtung mindestens ein Polymer, das auch für ionomere Membranen verwendet werden kann und insbesondere ausgewählt ist aus Perfluorsulfonsäure (PFSA), sulfoniertem Polyetheretherketon (S-PEEK), sulfoniertem Polyimidbenzimidazol (sulfoniertes PBI), sulfonierten Kohlenwasserstoffen, teilfluorierten sulfonierten Kohlenwasserstoffen, perfluorierten sulfonierten Kohlenwasserstoffen und Mischungen daraus. Die vorstehend genannten Polymere können einzeln oder in Kombination, auch in Form von unterschiedlichen, z.B. nebeneinander oder übereinander liegenden Schichten angeordnet sein. Unter den Polymeren wird PFSA insbesondere vorteilhaft dann verwendet, wenn das Kühlmedium wasserhaltig ist, da sich sodann eine besonders gute wärmeleitende Eigenschaft über das Polymer ergibt.Due to the very good heat-conducting properties as well as the cost-effective structure and good processability, the polymer-based coating comprises at least one polymer, which is also used for ionomeric membranes and especially selected from perfluorosulfonic acid (PFSA), sulfonated polyetheretherketone (S-PEEK), sulfonated polyimidbenzimidazole (sulfonated PBI), sulfonated hydrocarbons, partially fluorinated sulfonated hydrocarbons, perfluorinated sulfonated hydrocarbons and mixtures thereof. The abovementioned polymers can be arranged individually or in combination, also in the form of different layers, for example next to one another or one above the other. Among the polymers, PFSA is used particularly advantageously when the cooling medium contains water, since then a particularly good heat-conducting property over the polymer results.
Eine dauerhaft gute Beschichtung lässt sich insbesondere durch die vorteilhafte Weiterbildung erzielen, in der ein Molekulargewicht der polymerbasierten Beschichtung 100 bis 3000 EW und insbesondere 600 bis 1000 EW beträgt. Das Molekulargewicht wird hierbei mittels Säure-Base-Titration ermittelt. Dies ist dadurch möglich, dass die erfindungsgemäße Beschichtung insbesondere Säuregruppen umfasst, über die die Kettenlänge des so genannten Backbones des Polymers bestimmbar ist.A permanently good coating can be achieved in particular by the advantageous development in which a molecular weight of the polymer-based coating is 100 to 3000 EW and in particular 600 to 1000 EW. The molecular weight is determined by means of acid-base titration. This is possible because the coating according to the invention comprises, in particular, acid groups via which the chain length of the so-called backbone of the polymer can be determined.
Die die elektrische Leitfähigkeit reduzierenden Eigenschaften können bei optimaler Wärmeleitfähigkeit dadurch verbessert werden, dass eine Schichtdicke der polymerbasierten Beschichtung 1 bis 30 µm und insbesondere 5 bis 20 µm beträgt. Die Schichtdicke wird hierbei senkrecht zur inneren Oberfläche des Kühlkanals bestimmt. Eine Schichtdicke im Bereich von 1 bis 30 µm, und insbesondere von 5 bis 20 µm, zeichnet sich damit ferner bei minimalem Materialeinsatz durch eine hohe Funktionalität aus.The electrical conductivity-reducing properties can be improved with optimum thermal conductivity by a layer thickness of the polymer-based coating is 1 to 30 microns and especially 5 to 20 microns. The layer thickness is determined here perpendicular to the inner surface of the cooling channel. A layer thickness in the range of 1 to 30 .mu.m, and in particular from 5 to 20 .mu.m, thus further characterized by a high functionality with minimal use of material.
Weiter erfindungsgemäß wird auch eine Brennstoffzelle beschrieben, die einen wie vorstehend ausgebildeten Kühlkanal umfasst. Der Kühlkanal ist dabei insbesondere in einer Bipolarplatte der Brennstoffzelle angeordnet. Die erfindungsgemäße Brennstoffzelle zeichnet sich durch eine hohe Anwendersicherheit aufgrund einer bei sehr guter Kühlleistung reduzierten bzw. unterbundenen Stromleitung durch den Kühlkanal und ferner über das im Kühlkanal geförderte Kühlmedium, aus und ist auch für wasserhaltige Kühlmedien bzw. alkoholbasierte Kühlmedien sehr gut geeignet.Further according to the invention, a fuel cell is described, which comprises a cooling channel formed as above. The cooling channel is arranged in particular in a bipolar plate of the fuel cell. The fuel cell according to the invention is characterized by a high level of user safety due to a reduced or prevented at very good cooling power line through the cooling channel and also on the conveyed in the cooling channel cooling medium, and is also very well suited for aqueous cooling media or alcohol-based cooling media.
Ferner erfindungsgemäß wird auch die Verwendung einer wärmeleitenden, polymerbasierten Beschichtung auf mindestens einem Teil einer inneren, einem Kühlmedium zugewandten Oberfläche eines Kühlkanals für eine Brennstoffzelle, als wärmeleitende, die elektrische Leitfähigkeit reduzierende Beschichtung offenbart.Furthermore, the invention also discloses the use of a thermally conductive, polymer-based coating on at least part of an inner, cooling medium-facing surface of a cooling channel for a fuel cell, as a heat-conducting, electrical conductivity-reducing coating.
Ein weiterer erfindungsgemäßer Aspekt bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Kühlkanals für eine Brennstoffzelle, wobei der Kühlkanal zum Befördern eines Kühlmediums eingerichtet ist. Das Verfahren umfasst einen Schritt des Beschichtens mindestens eines Teils einer inneren, dem Kühlmedium zuzuwendenden Oberfläche des Kühlkanals mit einer wärmeleitenden, polymerbasierten Beschichtung. Das Beschichten kann unter Verwendung eines geeigneten Verfahrens ausgeführt werden, beispielsweise mittels PVD, CVD, Sprühen, Siebdruck oder anderen Auftragsverfahren, wobei Sprühverfahren oder Siebdruckverfahren aufgrund der aufzubringenden Schichtdicke besonderes gut geeignet sind.A further aspect of the invention relates to a method for producing a cooling channel for a fuel cell, wherein the cooling channel is arranged for conveying a cooling medium. The method comprises a step of coating at least part of an inner surface of the cooling channel facing the cooling medium with a heat-conducting polymer-based coating. The coating may be carried out using a suitable method, for example by means of PVD, CVD, spraying, screen printing or other application methods, wherein spraying or screen printing methods are particularly well suited due to the layer thickness to be applied.
Das Verfahren ist einfach, ohne hohen technischen Aufwand anwendbar und ermöglicht die Herstellung eines Kühlkanals mit sehr guten elektrisch isolierenden Eigenschaften zur Verbesserung der Anwendersicherheit einer mit dem erfindungsgemäß hergestellten Kühlkanal ausgestatteten Brennstoffzelle.The method is simple, applicable without high technical complexity and allows the production of a cooling channel with very good electrically insulating properties to improve the safety of a user equipped with the cooling channel according to the invention equipped fuel cell.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist geeignet den vorstehend als erfindungsgemäß offenbarten Kühlkanal herzustellen. Bezüglich der Ausgestaltung, Eigenschaften und vorteilhaften Effekte des erfindungsgemäß herzustellenden Kühlkanals wird daher, um Redundanz zu vermeiden, ergänzend Bezug genommen auf die Ausführungen zum erfindungsgemäßen Kühlkanal.The method according to the invention is suitable for producing the cooling channel disclosed above as being according to the invention. With regard to the configuration, properties and advantageous effects of the cooling channel to be produced according to the invention, therefore, in order to avoid redundancy, additional reference is made to the explanations concerning the cooling channel according to the invention.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens umfasst die polymerbasierte Beschichtung mindestens ein Polymer, das auch für ionomere Membranen verwendet werden kann und insbesondere ausgewählt ist aus PFSA, S-PEEK, sulfoniertem PBI, sulfonierten Kohlenwasserstoffen, teilfluorierten sulfonierten Kohlenwasserstoffen, perfluorierten sulfonierten Kohlenwasserstoffen und Mischungen daraus. Beschichtungen aus den vorstehend genannten Polymeren lassen sich sehr einfach in gewünschter Schichtdicke aufbringen und ergeben dauerhaft stabile Beschichtungen mit guten, die elektrische Leitfähigkeit reduzierenden, wärmeleitenden Eigenschaften.According to an advantageous development of the method, the polymer-based coating comprises at least one polymer which can also be used for ionomeric membranes and is especially selected from PFSA, S-PEEK, sulfonated PBI, sulfonated hydrocarbons, partially fluorinated sulfonated hydrocarbons, perfluorinated sulfonated hydrocarbons and mixtures thereof. Coatings of the abovementioned polymers can be applied very simply in the desired layer thickness and give permanently stable coatings with good electrical conductivity-reducing, heat-conducting properties.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Figuren. Es zeigt:
-
1 eine Schnittansicht eines Ausschnitts aus einer Brennstoffzelle gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
-
1 a sectional view of a section of a fuel cell according to an embodiment of the invention.
Die vorliegende Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels im Detail erläutert. Hierbei sind in
In der Bipolarplatte
Die Kühlkanäle
Die polymerbasierte Beschichtung
Die polymerbasierte Beschichtung
Die vorhergehende Beschreibung der vorliegenden Erfindung dient nur zu illustrativen Zwecken und nicht zum Zwecke der Beschränkung der Erfindung. Im Rahmen der Erfindung sind verschiedene Änderungen und Modifikationen möglich, ohne den Umfang der Erfindung sowie ihrer Äquivalente zu verlassen.The foregoing description of the present invention is for illustrative purposes only, and not for the purpose of limiting the invention. Various changes and modifications are possible within the scope of the invention without departing from the scope of the invention and its equivalents.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Brennstoffzellefuel cell
- 22
- Einzelzellesingle cell
- 33
- MembranelektrodenanordnungMembrane electrode assembly
- 44
- Bipolarplattebipolar
- 55
- Kühlkanalcooling channel
- 66
- polymerbasierte Beschichtungpolymer-based coating
- 77
- inneren Oberfläche des Kühlkanalsinner surface of the cooling channel
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature
- M. Khandelwal, M.M. Mench, Journal of Power Sources, 161 (2006), 1106-1115 [0006]M. Khandelwal, M.M. Mench, Journal of Power Sources, 161 (2006), 1106-1115 [0006]
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2631132C2 (en) * | 1975-07-21 | 1985-05-23 | United Technologies Corp., Hartford, Conn. | Fuel cell cooling system |
| DE10040792A1 (en) * | 2000-08-21 | 2002-03-14 | Proton Motor Fuel Cell Gmbh | Polymer electrolyte membrane fuel cell system with cooling medium distribution space and collecting space and with cooling by fluid media |
| DE10250759A1 (en) * | 2002-10-31 | 2004-05-19 | Buderus Heiztechnik Gmbh | Fuel cell arrangement for converting chemical to electrical energy and heat has cooling channels, bipolar plates, and feed and removal channels provided with electrically non-conducting coating |
| FR2887685A1 (en) * | 2005-06-28 | 2006-12-29 | Peugeot Citroen Automobiles Sa | Bipolar plate for motor vehicle fuel cell, has insulating material layer on inner surface of coolant circulation channels and on respective inner surfaces of indents through which coolant is collected from channel |
-
2017
- 2017-04-24 DE DE102017206869.8A patent/DE102017206869A1/en active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2631132C2 (en) * | 1975-07-21 | 1985-05-23 | United Technologies Corp., Hartford, Conn. | Fuel cell cooling system |
| DE10040792A1 (en) * | 2000-08-21 | 2002-03-14 | Proton Motor Fuel Cell Gmbh | Polymer electrolyte membrane fuel cell system with cooling medium distribution space and collecting space and with cooling by fluid media |
| DE10250759A1 (en) * | 2002-10-31 | 2004-05-19 | Buderus Heiztechnik Gmbh | Fuel cell arrangement for converting chemical to electrical energy and heat has cooling channels, bipolar plates, and feed and removal channels provided with electrically non-conducting coating |
| FR2887685A1 (en) * | 2005-06-28 | 2006-12-29 | Peugeot Citroen Automobiles Sa | Bipolar plate for motor vehicle fuel cell, has insulating material layer on inner surface of coolant circulation channels and on respective inner surfaces of indents through which coolant is collected from channel |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| M. Khandelwal, M.M. Mench, Journal of Power Sources, 161 (2006), 1106-1115 |
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