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DE102013223817A1 - Fuel cell element, fuel cell stack and method for producing a fuel cell or a fuel cell stack - Google Patents

Fuel cell element, fuel cell stack and method for producing a fuel cell or a fuel cell stack Download PDF

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DE102013223817A1
DE102013223817A1 DE102013223817.7A DE102013223817A DE102013223817A1 DE 102013223817 A1 DE102013223817 A1 DE 102013223817A1 DE 102013223817 A DE102013223817 A DE 102013223817A DE 102013223817 A1 DE102013223817 A1 DE 102013223817A1
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DE
Germany
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media distribution
sealing element
fuel cell
membrane
unit
Prior art date
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Pending
Application number
DE102013223817.7A
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German (de)
Inventor
Sebastian Maass
Markus Ketterer
Jan Hendrik Ohs
Stefan Schoenbauer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Brennstoffzellenelement mindestens aufweisend zwei Medienverteilereinheiten und eine zwischen den beiden Medienverteilereinheiten angeordnete Membran-Elektroden-Einheit, wobei die Membran-Elektroden-Einheit-Einheit zumindest abschnittsweise ein erstes Dichtungselement und die beiden Medienverteilereinheiten jeweils zumindest abschnittsweise ein zweites Dichtungselement aufweisen, und wobei das erste Dichtungselement und das zweite Dichtungselement sich zumindest abschnittweise kontaktieren. Ferner betrifft die Erfindung einen Brennstoffzellenstapel, aufweisend mindestens zwei miteinander in Reihe angeordneter Membran-Elektroden-Einheiten und zwischen den beiden Membran-Elektroden-Einheiten angeordnete sowie diese begrenzend angeordnete Medienverteilereinheiten, sowie ein Verfahren zum Herstellen des Brennstoffzellenelementes oder des Brennstoffzellenstapels.The present invention relates to a fuel cell element having at least two media distribution units and arranged between the two media distribution units membrane electrode assembly, wherein the membrane electrode unit unit at least partially a first sealing element and the two media distribution units each at least partially have a second sealing element, and wherein the first sealing element and the second sealing element contact at least in sections. Furthermore, the invention relates to a fuel cell stack comprising at least two membrane electrode units arranged in series with one another and media distribution units arranged between the two membrane electrode units and also delimiting them, as well as a method for producing the fuel cell element or the fuel cell stack.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Brennstoffzellenelement nach Anspruch 1, einen Brennstoffzellenstapel nach Anspruch 9 und ein Verfahren nach Anspruch 10 zum Herstellen des Brennstoffzellenelements bzw. des Brennstoffzellenstapels, wobei die Brennstoffzelle aus wenigstens zwei Medienverteilereinheiten und einer zwischen den beiden Medienverteilereinheiten angeordneten Membran-Elektroden-Einheit besteht und die Membran-Elektroden-Einheit ein erstes Dichtungselement und die Medienverteilereinheit ein zweites Dichtungselement aufweisen.The present invention relates to a fuel cell element according to claim 1, a fuel cell stack according to claim 9 and a method according to claim 10 for producing the fuel cell element or the fuel cell stack, wherein the fuel cell consists of at least two media distribution units and arranged between the two media distribution units membrane electrode assembly and the membrane-electrode assembly comprises a first seal member and the media distribution unit comprises a second seal member.

STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART

Grundsätzlich ist es bekannt, dass eine Brennstoffzelle, welche eine galvanische Zelle ist, die eine chemische Reaktionsenergie eines kontinuierlich zugeführten Brennstoffes und eines Oxidationsmittels in elektrische Energie wandelt, aus Elektroden besteht, die durch eine semipermeable Membran oder einen Elektrolyt voneinander getrennt sind. Die Elektrodenplatten oder auch Bipolarplatten genannt, weisen vornehmlich einen metallischen Werkstoff auf und sind mit einem Katalysator, wie beispielsweise einem Platinmaterial oder einem Palladiummaterial oder auch anderen Katalysatoren beschichtet.Basically, it is known that a fuel cell, which is a galvanic cell that converts a chemical reaction energy of a continuously supplied fuel and an oxidant into electrical energy, consists of electrodes separated by a semipermeable membrane or an electrolyte. The electrode plates or also called bipolar plates, mainly comprise a metallic material and are coated with a catalyst such as a platinum material or a palladium material or other catalysts.

Bipolarplatten werden bekanntlich aus zwei Metallfolien hergestellt, wobei eine oder mehrere (Gas-)Verteilerstrukturen in Form von beispielsweise Kanälen mittels eines Prägeverfahrens auf die Folienoberflächen der Folien aufgebracht werden können. Nach einem Fügen dieser beiden Folien miteinander entstehen durch diese Gasverteilerstrukturen entsprechende Hohlräume, durch welche hindurch ein Kühlmedium strömen kann.Bipolar plates are known to be made of two metal foils, wherein one or more (gas) distribution structures in the form of, for example, channels can be applied to the foil surfaces of the foils by means of an embossing process. After joining these two films together, corresponding cavities are created by these gas distributor structures through which a cooling medium can flow.

Vorteilhaft werden auf beiden Oberflächen der jeweiligen Folien, das heißt auf der Vorderseite (Innenseite) genauso wie auch auf der Rückseite (Außenseite) entsprechende Verteilerstrukturen aufgebracht, sodass durch die Verteilerstruktur auf der Außenseite der gefügten Folien beispielsweise die Reaktionsgase geleitet werden können. Auf der Anodenseite tritt als Reaktionsgas Wasserstoff und auf der Kathodenseite Luft auf.Advantageously, corresponding distributor structures are applied to both surfaces of the respective foils, that is to say on the front side (inner side) as well as on the rear side (outer side), so that the reaction gases can be passed through the distributor structure on the outside of the joined foils, for example. Hydrogen appears on the anode side as the reaction gas and air on the cathode side.

Alternativ können anstelle der Folien mit geprägter Verteilerstruktur auf deren Oberflächen auch zwei planare Folien mit ebenen Oberflächen verwendet werden. In diesem Fall werden zwischen diesen beiden Folien und auch auf den beiden äußeren Folienseiten zusätzliche Strukturelemente zum Leiten der Medien, das heißt zum Leiten von gasförmigen und/oder flüssigen Medien bzw. Fluiden, angeordnet. Alternatively, instead of the films with an embossed distribution structure on the surfaces of which two planar films with flat surfaces can be used. In this case, additional structural elements for conducting the media, that is for the conduction of gaseous and / or liquid media or fluids, are arranged between these two films and also on the two outer sides of the film.

Eine Anordnung einer aus zwei Folien bestehenden Bipolarplatte erfordert demnach eine Abdichtung der Bipolarplatte zum einen gegenüber der die Bipolarplatte umgebende Umgebung und zum anderen auch eine Abdichtung innerhalb der Bipolarplatte zwischen den einzelnen Strukturelementen oder den Verteilerstrukturen. Mittels der Verwendung derartiger Dichtungen soll es ermöglicht werden, dass sich die einzelnen Medien, wie das Anodengas, das Kathodengas und/oder das Kühlmedium nicht untereinander bzw. miteinander vermischen. Des Weiteren wird auch ein Austritt eines dieser Medien nach außen in die Außenumgebung vermieden.An arrangement of a bipolar plate consisting of two foils therefore requires a seal of the bipolar plate on the one hand against the environment surrounding the bipolar plate and, on the other hand, also a seal within the bipolar plate between the individual structural elements or the distributor structures. By means of the use of such seals it should be made possible that the individual media, such as the anode gas, the cathode gas and / or the cooling medium, do not mix with one another or with one another. Furthermore, escape of one of these media to the outside into the outside environment is avoided.

Diese an den einzelnen Folien bzw. Separatorfolien der Bipolarplatte angeordneten Dichtungen müssen grundsätzlich vor dem Zusammenbau der Bipolarplatte an jede einzelne Folie angespritzt werden. Dies erfordert ein zeit- und kostenintensives Spritzverfahren, bei welchem auch die Anordnungen der einzelnen Folien zueinander derart beachtet werden müssen, dass eine oben genannte erforderliche Abdichtung der Verteilerstrukturen bei einem Zusammenbau der Folien zu einer Bipolarplatte gewährleistet werden kann.These seals arranged on the individual foils or separator foils of the bipolar plate must always be injection-molded onto each individual foil prior to the assembly of the bipolar plate. This requires a time-consuming and cost-intensive spraying process, in which the arrangements of the individual foils to one another must be taken into account in such a way that an above-mentioned required sealing of the distributor structures can be ensured in an assembly of the foils to a bipolar plate.

OFFENBARUNG DER ERFINDUNGDISCLOSURE OF THE INVENTION

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Brennstoffzellenelement, einen Brennstoffzellenstapel und ein Verfahren zum Herstellen eines Brennstoffzellenelementes bzw. eines Brennstoffzellenstapels zu schaffen, durch welche in einfacher und kostengünstiger Art und Weise eine prozesssichere Abdichtung der Verteilerstrukturen gegenüber der Außenumgebung und auch untereinander hinsichtlich der Vermeidung von Medienvermischungen ermöglicht wird.It is therefore the object of the present invention to at least partially overcome the disadvantages described above. In particular, it is the object of the present invention to provide a fuel cell element, a fuel cell stack and a method for producing a fuel cell element or a fuel cell stack, by which in a simple and cost-effective manner, a reliable sealing of the distributor structures against the outside environment and also with each other in terms of avoidance of media blending is made possible.

Voranstehende Aufgabe wird gelöst durch ein Brennstoffzellenelement mit den Merkmalen des Anspruchs 1, durch einen Brennstoffzellenstapel mit den Merkmalen des Anspruches 9 sowie durch ein Verfahren zum Herstellen des Brennstoffzellenelementes oder des Brennstoffzellenstapels mit den Merkmalen gemäß Anspruch 10. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem Brennstoffzellenelement bzw. dem Brennstoffzellenstapel beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und jeweils umgekehrt, so dass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird beziehungsweise werden kann.The above object is achieved by a fuel cell element with the features of claim 1, by a fuel cell stack with the features of claim 9 and by a method for producing the fuel cell element or the fuel cell stack having the features of claim 10. Further features and details of the invention will become apparent the dependent claims, the description and the drawings. In this case, features and details that are described in connection with the fuel cell element or the fuel cell stack, of course, also in connection with the method according to the invention and in each case vice versa, so that with respect to the disclosure of the individual aspects of the invention always reciprocal reference is or may be.

Das erfindungsgemäße Brennstoffzellenelement weist mindestens zwei Medienverteilereinheiten und eine zwischen den beiden Medienverteilereinheiten angeordnete Membran-Elektroden-Einheit, wobei die Membran-Elektroden-Einheit zumindest abschnittsweise ein erstes Dichtungselement und die beiden Medienverteilereinheiten jeweils zumindest abschnittsweise ein zweites Dichtungselement aufweisen. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kontaktieren sich das erste Dichtungselement und das zweite Dichtungselement zumindest abschnittweise. The fuel cell element according to the invention has at least two media distribution units and a membrane electrode unit arranged between the two media distribution units, wherein the membrane electrode unit at least partially a first sealing element and the two media distribution units at least partially have a second sealing element. In the context of the present invention, the first sealing element and the second sealing element contact each other at least in sections.

Die Membran-Elektroden-Einheit (MEA) bildet einen wesentlichen Bestandteil eines Brennstoffzellenelementes und weist zumindest ein Kathodenelement und ein Anodenelement sowie ein zwischen dem Kathodenelement und dem Anodenelement angeordnetes Elektrolyt-Membran-Element auf. Vorzugsweise ist die Membran-Elektroden-Einheit plattenförmig ausgestaltet und weist folglich zwei parallele Reaktionsflächen sowie diese Reaktionsflächen verbindende Mantelflächen auf. Es ist folglich denkbar, dass die Membran-Elektroden-Einheit in Form eines Quaders, insbesondere in Form einer Platte oder eines Zylinders, insbesondere in Form einer Scheibe ausgestaltet ist.The membrane-electrode assembly (MEA) forms an essential part of a fuel cell element and has at least a cathode element and an anode element and an electrolyte membrane element arranged between the cathode element and the anode element. Preferably, the membrane-electrode assembly is plate-shaped and thus has two parallel reaction surfaces and these reaction surfaces connecting lateral surfaces. It is therefore conceivable that the membrane-electrode unit is designed in the form of a cuboid, in particular in the form of a plate or a cylinder, in particular in the form of a disk.

Die Medienverteilereinheit bildet gemäß der vorliegenden Erfindung den die Membran-Elektroden-Einheit angrenzenden Bereich, durch welchen die Medien, wie das Kathodengas, das Anodengas und/oder das Kühlmittel zu der Membran-Elektroden-Einheit hin und von der Membran-Elektroden-Einheit hinweg bzw. an der Membran-Elektroden-Einheit entlang transportiert werden können.The media distribution unit according to the present invention forms the area adjacent the membrane-electrode assembly through which the media, such as the cathode gas, the anode gas, and / or the coolant, are toward and away from the membrane-electrode assembly or can be transported along the membrane-electrode assembly along.

Vorzugsweise bilden das erste Dichtungselement und das zweite Dichtungselement zusammen eine Berührungsdichtung, bei welcher die beiden Dichtungselemente einander berühren. Im Rahmen der Erfindung kann das erste Dichtungselement ein weiches, flexibles, elastische bzw. verformbares Material aufweisen. Vorzugsweise besteht das erste Dichtungselement wenigstens teilweise aus einem gummiähnlichen Elastomere bzw. Kunststoffmaterial und stellt folglich eine Weichstoffdichtung dar. Das erste Dichtungselement kann dabei unter anderem ein Material bzw. einen Werkstoffe aus der folgenden Gruppe aufweisen: Nitril-Butadien-Kautschuk, Fluor-Karbon-Kautschuk, Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk, Acrylat-Kautschuk, Methyl-Vinyl-Silikon-Kautschuk, Polyrethan, Poly-Tetra-Fluor-Ethylen, oder einen damit vergleichbaren Werkstoff. Das Elastizitätsmodul des ersten Dichtungselementes kann dabei beispielsweise zwischen 0,001–0,7 GPa und besonders bevorzugt zwischen 0,01–0,06 GPa liegen.Preferably, the first sealing element and the second sealing element together form a contact seal in which the two sealing elements touch each other. In the context of the invention, the first sealing element may comprise a soft, flexible, elastic or deformable material. The first sealing element preferably consists at least partially of a rubber-like elastomer or plastic material and consequently represents a soft-material seal. The first sealing element may include, inter alia, a material or a material from the following group: nitrile-butadiene rubber, fluorocarbon Rubber, ethylene-propylene-diene rubber, acrylate rubber, methyl-vinyl-silicone rubber, polyethane, poly-tetra-fluoro-ethylene, or a comparable material. The modulus of elasticity of the first sealing element can be, for example, between 0.001-0.7 GPa and more preferably between 0.01-0.06 GPa.

Demgegenüber weist das zweite Dichtungselement, welches in Bereichen der Medienverteilereinheiten angeordnet ist, ein steiferes, härteres, starreres, unelastischeres Material als das erste Dichtungselement der Membran-Elektroden-Einheit auf. Vorzugsweise weist das zweite Dichtungselement ein Kunststoffmaterial, wie beispielsweise Polyethylen, Polypropylen, Polyvinylchlorid, Polystyrol, Polyethylenterephthalat oder einem ähnlichen bzw. vergleichbaren Werkstoff auf. So ist es denkbar, dass das zweite Dichtungselement einen im Vergleich zum ersten Dichtungselement größeren bzw. höheren Elastizitätsmodul von vorzugsweise 0,7–7 GPa und besonders bevorzugt von 1,5–5 GPa aufweist.In contrast, the second sealing element, which is arranged in areas of the media distribution units, a stiffer, harder, more rigid, inelastic material than the first sealing element of the membrane-electrode assembly. Preferably, the second sealing element comprises a plastic material, such as polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride, polystyrene, polyethylene terephthalate or a similar or comparable material. Thus, it is conceivable that the second sealing element has a larger or higher than the first sealing element elastic modulus of preferably 0.7-7 GPa and more preferably of 1.5-5 GPa.

Vorteilhaft kann mit dem oben beschriebenen Dichtungskonzept, das heißt aufgrund einer Kombination von sich unterscheidenden elastischen Dichtungswerkstoffen, eine funktional zuverlässige Dichtung und eine kostengünstige Herstellung der Dichtung der zu verbindenden Teile sowie folglich auch eine kostengünstig Herstellung der Teile selbst ermöglicht werden. Mittels insbesondere einem ersten weichen Dichtungselement und einem zweiten relativ harten Dichtungselement wird vorteilhaft ein einfacher Aufbau eines Brennstoffzellenelementes aus lediglich zwei vorgefertigten Bauteilen ermöglicht.Advantageously, with the sealing concept described above, that is, due to a combination of differing elastic sealing materials, a functionally reliable seal and a cost-effective production of the seal of the parts to be joined and consequently also a cost-effective production of the parts themselves are made possible. By means of in particular a first soft sealing element and a second relatively hard sealing element, a simple construction of a fuel cell element made of only two prefabricated components is advantageously made possible.

Im Rahmen der Erfindung ist es denkbar, dass die Medienverteilereinheit mindestens zwei und bevorzugt drei Medienverteilerstrukturbereiche aufweist, welche jeweils mittels einer zumindest abschnittsweise zwischen den beiden Medienverteilerstrukturbereichen angeordneten Separatorfolien beabstandet voneinander angeordnet sind. Ein Medienverteilerstrukturbereich ist insbesondere ein dreidimensional strukturierter, poröser Bereich, durch welchen hindurch die Brennstoffzellenmedien, wie das Anodengas, das Kathodengas und/oder das Kühlmittel zum Kühlen der Brennstoffzelle bzw. des Brennstoffzellenelementes strömen bzw. fließen können. Vorteilhaft sind die Separatorfolien und die Medienverteilerstrukturbereiche in Form einer Sandwichbauweise aufeinander gestapelt angeordnet. Es ist zudem denkbar, dass die Separatorfolien und die Medienverteilerstrukturbereiche insbesondere während eines vorangegangenen Fertigungsprozesses miteinander stoffschlüssig verbunden sind, wobei als Fügeverfahren beispielsweise ein Sintern oder auch ein Löten verwendet werden kann. Vorteilhaft erfolgt gemäß der vorliegenden Erfindung eine Anordnung der Separatorfolien mit den Medienverteilerstrukturbereichen im Sandwich-Aufbau ohne die Verwendung von geprägten oder lasergeschweißten Komponenten. Ausgehend von einer Medienverteilereinheit mit drei Medienverteilerstrukturbereichen, dient vorteilhaft einer der drei Medienverteilerstrukturbereiche zur Verteilung des Anodengases, ein anderer der drei Medienverteilerstrukturbereiche zur Verteilung des Kathodengases und ein dritter der drei Medienverteilerstrukturbereiche zur Verteilung des Kühlmediums, welches in einem flüssigen oder auch einem gasförmigen Aggregatzustand vorliegen kann. Ausgehend von einer Medienverteilereinheit mit zwei Medienverteilerstrukturbereichen, wobei diese Medienverteilereinheit insbesondere in einem Endbereich eines Brennstoffzellenelementes bzw. eines Brennstoffzellenstapels angeordnet ist, dient eine der zwei Medienverteilerstrukturbereiche zum Verteilen eines Anodengases oder eines Kathodengases, je nach Anordnung an der Membran-Elektroden-Einheit, und die andere der zwei Medienverteilerstrukturbereiche dient zur Verteilung des Kühlmediums.In the context of the invention, it is conceivable that the media distribution unit has at least two and preferably three media distribution structure regions, which are each arranged at a distance from one another by means of a separator film arranged at least in sections between the two media distribution structure regions. A media distribution structure area is in particular a three-dimensionally structured, porous area through which the fuel cell media, such as the anode gas, the cathode gas and / or the coolant, can flow or flow for cooling the fuel cell or the fuel cell element. Advantageously, the separator sheets and the media distribution pattern portions are stacked on top of each other in the form of a sandwich construction. It is also conceivable that the Separatorfolien and the media distribution structure areas are materially connected to each other in particular during a previous manufacturing process, which can be used as a joining process, for example, a sintering or soldering. Advantageously, according to the present invention, an arrangement of the separator sheets with the media distribution pattern areas in the sandwich construction without the use of embossed or laser welded components. Starting from a media distribution unit with three media distribution structure areas, advantageously one of the three media distribution structure areas serves to distribute the anode gas, another one of the three media distribution structure areas to distribute the cathode gas, and a third of the three Media distribution structure areas for distribution of the cooling medium, which may be present in a liquid or even a gaseous state. Starting from a media distribution unit having two media distribution structure areas, wherein this media distribution unit is arranged in particular in an end area of a fuel cell element or a fuel cell stack, one of the two media distribution structure areas serves for distributing an anode gas or a cathode gas, depending on the arrangement on the membrane electrode unit, and another of the two media distribution structure areas serves to distribute the cooling medium.

Es ist des Weiteren denkbar, dass die Medienverteilerstrukturbereiche zumindest abschnittsweise metallische Gewebestrukturen und/oder ein Streckmetall und/oder einen Metallschaum aufweisen bzw. daraus bestehen. It is furthermore conceivable that the media distribution structure regions comprise or consist at least in sections of metallic fabric structures and / or an expanded metal and / or a metal foam.

Im Rahmen der Erfindung ist es möglich, dass mindestens eine der beiden Separatorfolien eine aufgebrachte Verteilerstruktur aufweist, welche sich insbesondere entlang einer oder auch entlang beider Strömungsoberflächen erstreckt. Hierbei wird als Strömungsoberfläche die Oberfläche verstanden, an welcher entlang ein Medium der Brennstoffzelle bzw. des Brennstoffzellenelementes fließen bzw. strömen kann. Die Verteilerstruktur kann dabei beispielsweise in Form eines Kanals bzw. einer Vertiefung ausgestaltet sein, welche entlang der Strömungsoberfläche mäanderförmig, zickzack-förmig oder wellenförmig oder in einer anderen Ausprägung verläuft.In the context of the invention, it is possible for at least one of the two separator foils to have an applied distributor structure, which extends in particular along one or else along both flow surfaces. Here, the flow surface is understood to mean the surface along which a medium of the fuel cell or of the fuel cell element can flow or flow. In this case, the distributor structure can be designed, for example, in the form of a channel or a depression which runs meander-shaped, zigzag-shaped or wave-shaped or in another form along the flow surface.

Es ist des Weiteren möglich, dass das erste Dichtungselement wenigstens Bereiche einzelner Begrenzungsflächen der Membran-Elektroden-Einheit umgibt, wobei zumindest eine der Begrenzungsflächen mit wenigstens einem Energieübertragungsleiter verbunden ist. Als Begrenzungsflächen werden hierbei insbesondere die Reaktionsoberfläche bzw. -flächen sowie auch die Mantelflächen bezeichnet. Die Mantelflächen bzw. Mantelflächenbereiche begrenzen die Membran-Elektroden-Einheit als vollständige Einheit in deren Dimension. Bei einer quaderförmigen bzw. plattenförmigen Ausgestaltung der Membran-Elektroden-Einheit weist die Membran-Elektroden-Einheit insgesamt zwei Reaktionsflächen und vier Mantelflächen auf, welche sich von einer ersten Reaktionsfläche zu einer zweiten Reaktionsfläche erstrecken. Bei einer zylinderförmigen und insbesondere scheibenförmigen Ausgestaltung der Membran-Elektroden-Einheit weist die Membran-Elektroden-Einheit zwei Reaktionsflächen und eine Mantelfläche auf, welche sich von einer ersten Reaktionsfläche zu einer zweiten Reaktionsfläche erstreckt. Die Reaktionsflächen sind dabei diejenigen Oberflächen, welche mit der Außenumgebung in Wirkverbindung stehen und folglich insbesondere Reaktionsgase, wie Wasserstoff oder Luft, an deren Oberfläche reagieren lassen. Vornehmlich erstreckt sich das erste Dichtungselement nahezu vollständig entlang der Mantelfläche bzw. der Mantelflächen und zumindest teilweise entlang der Reaktionsflächen, insbesondere entlang derjenigen Bereiche der Reaktionsflächen, welche an die Mantelflächen angrenzen. Infolgedessen ist das erste Dichtungselement als eine umlaufende Dichtung ausgebildet, welche die Membran-Elektroden-Einheit vornehmlich in deren Randbereich vollständig umgibt.It is furthermore possible for the first sealing element to surround at least regions of individual boundary surfaces of the membrane-electrode unit, wherein at least one of the boundary surfaces is connected to at least one energy transmission conductor. In this case, in particular the reaction surface or surfaces as well as the lateral surfaces are referred to as delimiting surfaces. The lateral surfaces or lateral surface areas bound the membrane-electrode unit as a complete unit in its dimension. In a cuboid or plate-like configuration of the membrane-electrode assembly, the membrane-electrode assembly has a total of two reaction surfaces and four lateral surfaces, which extend from a first reaction surface to a second reaction surface. In a cylindrical and in particular disc-shaped configuration of the membrane-electrode assembly, the membrane-electrode assembly has two reaction surfaces and a lateral surface which extends from a first reaction surface to a second reaction surface. In this case, the reaction surfaces are those surfaces which are in operative connection with the outside environment and consequently allow, in particular, reaction gases, such as hydrogen or air, to react on the surface thereof. Notably, the first sealing element extends almost completely along the lateral surface or the lateral surfaces and at least partially along the reaction surfaces, in particular along those regions of the reaction surfaces which adjoin the lateral surfaces. As a result, the first sealing element is formed as a circumferential seal, which completely surrounds the membrane-electrode assembly, especially in its edge region.

Im Rahmen der Erfindung ist es denkbar, dass das zweite Dichtungselement wenigstens Bereiche einzelner Begrenzungsflächen der Separatorfolien der Medienverteilereinheit umgibt. Die Begrenzungsflächen der Separatorfolien sind gemäß der vorliegenden Erfindung Strömungsoberflächen bzw. Strömungsflächen und Manteloberflächen bzw. Mantelflächen. Die Mantelflächen erstrecken sich zwischen den beiden Strömungsflächen, welche wiederum mit einem der Medien zumindest bereichsweise in Kontakt stehen. Demnach wird als Strömungsfläche eine Fläche verstanden, an welcher entlang ein Medium der Brennstoffzelleneinheit, wie das Anodengas, das Kathodengas und/oder das Kühlmedium fließt bzw. strömt. Bei einer quaderförmigen bzw. plattenförmigen Ausgestaltung der Separatorfolie weist die Separatorfolie insgesamt zwei Strömungsflächen und vier Mantelflächen auf, welche sich von einer ersten Strömungsfläche zu einer zweiten Strömungsfläche erstrecken Bei einer zylinderförmigen und insbesondere scheibenförmigen Ausgestaltung der Separatorfolie weist die Separatorfolie zwei Strömungsflächen und eine Mantelfläche auf, welche sich von einer ersten Strömungsfläche zu einer zweiten Strömungsfläche erstreckt.In the context of the invention, it is conceivable for the second sealing element to surround at least regions of individual boundary surfaces of the separator foils of the media distributor unit. The boundary surfaces of the separator sheets according to the present invention are flow surfaces and shell surfaces. The lateral surfaces extend between the two flow surfaces, which in turn are at least partially in contact with one of the media. Accordingly, the flow surface is understood to mean a surface along which a medium of the fuel cell unit, such as the anode gas, the cathode gas and / or the cooling medium, flows or flows. In the case of a cuboidal or plate-like configuration of the separator film, the separator film has a total of two flow surfaces and four lateral surfaces which extend from a first flow surface to a second flow surface. In the case of a cylindrical and, in particular, disc-shaped configuration of the separator film, the separator film has two flow surfaces and a lateral surface, which extends from a first flow surface to a second flow surface.

Es ist vorzugsweise denkbar, dass beide Separatorfolien in einem gemeinsamen zweiten Dichtungselement angeordnet sind, wobei das zweite Dichtungselement zumindest die Mantelfläche bzw. die Mantelflächen der Separatorfolien vornehmlich vollständig, zumindest jedoch bereichsweise, umgibt und sich bis auf an die Mantelfläche angrenzenden Bereiche der Strömungsflächen der Separatorfolien erstreckt. It is preferably conceivable for both separator foils to be arranged in a common second sealing element, wherein the second sealing element surrounds at least the lateral surface or the lateral surfaces of the separator foils primarily completely, but at least partially, and extends to areas of the flow surfaces of the separator foils adjacent to the lateral surface extends.

Vorteilhaft dient insbesondere das zweite Dichtungselement zur Abdichtung des Kühlmediums gegenüber der Außenumgebung, sowie zur mechanischen Fixierung bzw. Arretierung des ersten Dichtungselementes an der Membran-Elektroden-Einheit sowie innerhalb des Brennstoffzellenelementes und/oder zur Ermöglichung einer mechanischen Stabilität eines Brennstoffzellelementes sowie auch eines Brennstoffzellenstapels.In particular, the second sealing element advantageously serves for sealing the cooling medium relative to the outside environment, as well as for mechanically fixing or locking the first sealing element to the membrane-electrode unit and within the fuel cell element and / or for enabling a mechanical stability of a fuel cell element as well as a fuel cell stack.

Es ist erfindungsgemäß möglich, dass das zweite Dichtungselement der ersten Medienverteilereinheit das zweite Dichtungselement der zweiten Medienverteilereinheit wenigstens abschnittsweise kontaktiert. Hierbei wird nach einem Verpressen bzw. Aufeinanderpressen bzw. Zusammenpressen der Membran-Elektroden-Einheit mit den Medienverteilereinheiten die erste Dichtung vorteilhaft von den jeweiligen zweiten Dichtungen der Medienverteilereinheiten nahezu vollständig umgeben, sodass sich zumindest in einzelnen Bereichen die zweiten Dichtungen der Medienverteilereinheiten berühren. Vorteilhaft ist die erste Dichtung folglich derart dimensioniert, dass diese im Zusammenbauzustand von der Membran-Elektroden-Einheit und den Medienverteilereinheiten, welcher hier auch als Brennstoffzellenelement und kurz als Zellenelement bezeichnet wird, innerhalb des Zellelementes ohne Kontakt zur Außenumgebung und damit vollständig von den jeweiligen zweiten Dichtungselementen umgeben, angeordnet und ausgestaltet ist.It is possible according to the invention that the second sealing element of the first Media distribution unit contacted the second sealing element of the second media distribution unit at least in sections. Here, after pressing or pressing together or compressing the membrane-electrode assembly with the media distribution units, the first seal is advantageously almost completely surrounded by the respective second seals of the media distribution units, so that the second seals of the media distribution units touch each other, at least in individual areas. Advantageously, the first seal is thus dimensioned such that it is in the assembled state of the membrane-electrode assembly and the media distribution units, which is also referred to herein as a fuel cell element and briefly as a cell element, within the cell element without contact with the outside environment and thus completely from the respective second Surround sealing elements, arranged and designed.

Optional ist es denkbar, dass zwischen dem zweiten Dichtungselement der ersten Medienverteilereinheit und dem zweiten Dichtungselement der zweiten Medienverteilereinheit zumindest abschnittsweise wenigstens ein Bereich des ersten Dichtungselementes angeordnet ist. Optionally, it is conceivable that at least a portion of the first sealing element is arranged at least in sections between the second sealing element of the first media distributor unit and the second sealing element of the second media distributor unit.

Des Weiteren ist ein Brennstoffzellenstapel, aufweisend mindestens zwei miteinander in Reihe angeordneter Membran-Elektroden-Einheiten und zwischen den beiden Membran-Elektroden-Einheiten angeordnete und/oder diese begrenzend angeordnete Medienverteilereinheiten beansprucht. Erfindungsgemäß weisen die Membran-Elektroden-Einheiten jeweils zumindest abschnittsweise ein erstes Dichtungselement und die Medienverteilereinheiten jeweils zumindest abschnittsweise ein zweites Dichtungselement auf, wobei das erste Dichtungselement und das zweite Dichtungselement sich zumindest abschnittsweise kontaktieren.Furthermore, a fuel cell stack comprising at least two membrane-electrode units arranged in series with one another and media distribution units arranged between the two membrane-electrode units and / or arranged in a limiting manner is claimed. According to the invention, the membrane-electrode assemblies each comprise, at least in sections, a first sealing element and the media distributor units at least in sections a second sealing element, the first sealing element and the second sealing element contacting each other at least in sections.

Es ist demnach auch denkbar, dass der erfindungsgemäße Brennstoffzellenstapel mehr als zwei Membran-Elektroden-Einheiten aufweist, zwischen welchen jeweils eine Medienverteilereinheit mit vornehmlich drei Medienverteilerstrukturbereichen bzw. Medienverteilerstrukturen angeordnet ist. Im Rahmen der Erfindung weisen die Medienverteilereinheiten, welche den Abschluss des Brennstoffzellenstapels bilden, und folglich lediglich an einer Membran-Elektroden-Einheit angeordnet sind, um diese gegenüber der Umgebung zu begrenzen, vorzugsweise zwei Medienverteilerstrukturbereiche auf. Hierbei dient eine der beiden Medienverteilerstrukturbereiche zum verteilen bzw. leiten eines gasförmigen Mediums, wie dem Elektrodengas der jeweiligen Elektrode und der andere der beiden Medienverteilerstrukturbereiche zum Verteilen bzw. Leiten eines Kühlmediums, wie beispielsweise eines flüssigen Mediums.Accordingly, it is also conceivable that the fuel cell stack according to the invention has more than two membrane-electrode units, between each of which a media distributor unit with primarily three media distributor structure regions or media distributor structures is arranged. In the context of the invention, the media distribution units, which form the end of the fuel cell stack, and consequently are arranged only on a membrane-electrode unit in order to limit them to the environment, preferably have two media distribution structure regions. Here, one of the two media distribution structure areas serves to distribute or direct a gaseous medium, such as the electrode gas of the respective electrode and the other of the two media distribution structure areas for distributing or guiding a cooling medium, such as a liquid medium.

Bei dem beschriebenen Brennstoffzellenstapel ergeben sich sämtliche Vorteile, die bereits zu dem Brennstoffzellenelement beschrieben worden sind.In the described fuel cell stack, all the advantages that have already been described for the fuel cell element result.

Des Weiteren ist ein Verfahren zum Herstellen eines oben beschriebenen Brennstoffzellenelementes oder eines oben beschriebenen Brennstoffzellenstapels beansprucht. Das Verfahren weist erfindungsgemäß zumindest die folgenden Schritte auf:

  • – Anspritzen des ersten Dichtungselementes zumindest in Bereiche einzelner Begrenzungsflächen der Membran-Elektroden-Einheit,
  • – Anspritzen des zweiten Dichtungselementes zumindest in Bereiche einzelner Begrenzungsflächen der Separatorfolien der Medienverteilereinheit,
  • – Anordnen zumindest einer Membran-Elektroden-Einheit zwischen jeweils zwei Medienverteilereinheiten, und
  • – Aneinanderpressen der Membran-Elektroden Einheit mit den Medienverteilereinheiten bis das zweite Dichtungselement der ersten Medienverteilereinheit zumindest abschnittweise das zweite Dichtungselement der zweiten Medienverteilereinheit kontaktiert, oder bis das zweite Dichtungselement der ersten Medienverteilereinheit sowie das zweite Dichtungselement der zweiten Medienverteilereinheit jeweils wenigstens einen Bereich des zumindest teilweise zwischen die jeweilig zueinander angeordneten zweiten Dichtungselemente der Medienverteilereinheiten anordenbaren ersten Dichtungselementes der Membran-Elektroden-Einheit kontaktieren
Furthermore, a method of manufacturing a fuel cell element or a fuel cell stack as described above is claimed. The method according to the invention comprises at least the following steps:
  • - Injection of the first sealing element at least in areas of individual boundary surfaces of the membrane electrode assembly,
  • Injection molding of the second sealing element at least in areas of individual boundary surfaces of the separator foils of the media distribution unit,
  • Arranging at least one membrane-electrode unit between in each case two media distribution units, and
  • Pressing the membrane electrode assembly together with the media distribution units until the second sealing element of the first media distribution unit at least partially contacts the second sealing element of the second media distribution unit, or until the second sealing element of the first media distribution unit and the second sealing element of the second media distribution unit each at least partially interpose at least a portion of the respective arranged second sealing elements of the media distribution units can be arranged to contact the first sealing element of the membrane-electrode unit

Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird das erste Dichtungselement, welches vornehmlich aus einem elastischen bzw. weichen kautschukartigen Material besteht bzw. dieses aufweist an einen Randbereich des Membran-Elektroden-Einheit angespritzt. Vornehmlich weist die Membran-Elektroden-Einheit eine flächige, plattenartige bzw. scheibenartige Gesamtstruktur auf, welche folglich eine Reaktionsoberfläche und eine Mantelfläche umfasst. Das erste Dichtungselement ist vorteilhaft eine Dichtungsschicht, welche insbesondere im Bereich der Mantelfläche umlaufend bzw. die Membran-Elektroden-Einheit umhüllend angespritzt wird. Es ist vorteilhaft möglich, dass die Dichtungsschicht bzw. das Dichtungselement auch in Bereichen der Reaktionsfläche und hierbei insbesondere in den Randbereichen der Reaktionsfläche(n), welche an die Mantelfläche angrenzen bzw. in diese übergehen, angespritzt wird. Folglich wird in einem ersten Verfahrensschritt ein erstes Element mit einer Dichtung, sprich die Membran-Elektroden-Einheit mit einem angespritzten ersten Dichtungselement hergestellt bzw. gefertigt.According to the method according to the invention, the first sealing element, which consists primarily of an elastic or soft rubber-like material, or has this molded onto an edge region of the membrane-electrode unit. In particular, the membrane-electrode unit has a flat, plate-like or disk-like overall structure, which consequently comprises a reaction surface and a lateral surface. The first sealing element is advantageously a sealing layer, which is injection-molded in particular in the area of the circumferential surface or enveloping the membrane-electrode unit. It is advantageously possible for the sealing layer or the sealing element also to be injection-molded in regions of the reaction surface and in particular in the edge regions of the reaction surface (s) which adjoin the lateral surface or merge into it. Consequently, in a first method step, a first element with a seal, that is to say the membrane-electrode unit with a molded-on first sealing element, is manufactured or manufactured.

In einem weiteren Herstellungsschritt wird dann die Medienverteilereinheit mit einer Dichtung gefertigt. Hierfür wird diese vergleichbar zur Membran-Elektroden-Einheit mit vornehmlich einem starren bzw. steifen Kunststoffmaterial insbesondere im Randbereich umspritzt. Auch die Medienverteilereinheit weist vornehmlich eine flächige plattenförmige bzw. scheibenförmige Gesamtstruktur auf, wobei die Randbereiche der Separatorfolien zumindest abschnittsweise hinsichtlich der Medienverteilerstruktureinheiten hervorstehen. Demnach wird vornehmlich um die Randbereiche der Separatorfolien und hierbei insbesondere um die Mantelfläche und besonders auch um Bereiche der Strömungsflächen das Kunststoffmaterial angespritzt. Es ist demnach denkbar, dass beide Separatorfolien mit ein und demselben Dichtungselement bzw. Dichtungsmaterial umspritzt und folglich dadurch miteinander verbunden werden. Hierbei entsteht ein zweites Element bzw. Bauteil, nämlich die Medienverteileinheit mit einem angespritzten zweiten Dichtungselement. In a further production step, the media distribution unit is then manufactured with a seal. For this purpose, it is encapsulated in a manner comparable to the membrane-electrode unit, with a rigid or rigid plastic material, in particular in the edge area. The media distribution unit also has primarily a flat plate-shaped or disc-shaped overall structure, the edge regions of the separator films protruding at least in sections with respect to the media distribution structure units. Accordingly, the plastic material is sprayed onto the marginal areas of the separator foils and in this case in particular around the lateral area and in particular also around areas of the flow areas. It is therefore conceivable that both Separatorfolien be encapsulated with one and the same sealing element or sealing material and thus connected by it. This creates a second element or component, namely the media distribution unit with a molded second sealing element.

Beide Bauteile werden in einem darauffolgenden dritten Verfahrensschritt derart aufeinander bzw. zueinander angeordnet, dass das erste Dichtungselement zumindest bereichsweise in Bereiche der Medienverteileinheit eingebracht wird und folglich zumindest abschnittsweise zwischen einem Medienverteilerstrukturbereich und dem zweiten Dichtungselement innerhalb einer Dichtungsnut angeordnet wird. Wird nun eine weitere Medienverteilereinheit mit angespritztem Dichtungselement auf die erste Medienverteilereinheit mit angespritztem Dichtungselement angeordnet, ist es denkbar, dass sich zumindest Bereiche der jeweils zweiten Dichtungselemente der beiden Medienverteilereinheiten berühren, sofern die Formgebung des ersten Dichtungselement dies ermöglicht. Das bedeutet, sofern das erste Dichtungselement eine vornehmlich kubische Form aufweist, welche sich im Wesentlichen vollständig von den zweiten Dichtungselementen der Medienverteileinheiten umschließen lässt, kontaktieren sich diese zweiten Dichtungselemente zumindest bereichsweise. Es ist jedoch auch denkbar, dass erst nach einem Zusammenpressen der nun vorliegenden drei Bauteile sich die jeweiligen zweiten Dichtungselemente der Medienverteileinheiten wenigstens abschnittsweise kontaktieren.Both components are arranged on one another in a subsequent third method step such that the first sealing element is at least partially introduced into areas of the media distribution unit and consequently arranged at least in sections between a media distributor structure area and the second sealing element within a sealing groove. If a further media distributor unit with molded sealing element is arranged on the first media distributor unit with molded sealing element, it is conceivable for at least areas of the respective second sealing elements of the two media distributor units to touch, if the shaping of the first sealing element makes this possible. This means that, if the first sealing element has a predominantly cubic shape, which can be completely surrounded by the second sealing elements of the media distribution units, these second sealing elements at least partially contact each other. However, it is also conceivable that the respective second sealing elements of the media distribution units only contact sections at least after a compression of the now present three components.

Es ist gemäß der vorliegenden Erfindung auch denkbar, dass sich die jeweiligen zweiten Dichtungselemente gar nicht kontaktieren, auch nicht nach einem Zusammenpressen der mindestens drei Bauteile, nämlich der beiden Medienverteilereinheiten und der zwischen den Medienverteilereinheiten angeordneten Membran-Elektroden-Einheit. In diesem Fall ist das erste Dichtungselement derart ausgestalten bzw. dimensioniert, vornehmlich größer als in dem vorangegangenen Fall, als sich die jeweiligen zweiten Dichtungselemente berühren konnten, dass es bei einem Zusammenpressen der drei Bauteile zumindest abschnittsweise zwischen die Medienverteilereinheiten bzw. deren zweite Dichtungselemente gedrückt bzw. gepresst wird. Folglich liegt das erste Dichtungselement zumindest bereichsweise zwischen den zweiten Dichtungselementen. Es ist jedoch auch denkbar, dass alternativ oder zusätzlich zur oben genannten veränderten Größe das erste Dichtungselement der Membran-Elektroden-Einheit auch eine geänderte Form mit insbesondere einem Vorsprungsbereich aufweist, welcher sich beim aneinander Anordnen der drei Bauteile vorteilhaft unmittelbar zwischen die zweiten Dichtungselemente der Medienverteilereinheiten, nämlich dem zweiten Dichtungselement der ersten Medienverteilereinheit und dem zweiten Dichtungselement der zweiten Medienverteilereinheit anordnet. Demnach wird insbesondere nach einem Verpressen bzw. Zusammenpressen der drei Bauteile miteinander dieser Vorsprungsbereich des ersten Dichtungselementes der Membran-Elektroden-Einheit zwischen die beiden zweiten Dichtungselemente der Medienverteilereinheiten eingepresst, sodass die jeweiligen zweiten Dichtungselemente der Medienverteilereinheiten sich auch nach dem Verpressen nicht kontaktieren können. It is also conceivable according to the present invention that the respective second sealing elements do not contact at all, not even after pressing together the at least three components, namely the two media distribution units and the membrane electrode unit arranged between the media distribution units. In this case, the first sealing element is designed or dimensioned, in particular larger than in the previous case, when the respective second sealing elements could touch, that when the three components are pressed together, it is pressed at least in sections between the media distribution units or their second sealing elements is pressed. Consequently, the first sealing element lies at least partially between the second sealing elements. However, it is also conceivable that, alternatively or in addition to the above-mentioned modified size, the first sealing element of the membrane-electrode assembly also has a modified shape with, in particular, a projection region which, when the three components are arranged one another, advantageously directly between the second sealing elements of the media distribution units namely, the second sealing element of the first media distributor unit and the second sealing element of the second media distributor unit. Accordingly, in particular after pressing or pressing together of the three components, this projection region of the first sealing element of the membrane-electrode unit is pressed in between the two second sealing elements of the media distribution units, so that the respective second sealing elements of the media distribution units can not contact each other even after the pressing.

Nach dem Anordnen bzw. Zusammenpressen der einzelnen Bauteile miteinander ist es denkbar, dass das so entstandene Brennstoffzellenelement mit Abschlussplatten bzw. Abschlusselementen begrenzt wird, welche das Brennstoffzellenelement zumindest teilweise umgeben und zusammenhalten.After arranging or compressing the individual components with one another, it is conceivable that the resulting fuel cell element is limited with end plates or end elements, which at least partially surround the fuel cell element and hold together.

Bei dem beschriebenen Verfahren ergeben sich sämtliche Vorteile, die bereits zu dem Brennstoffzellenelement und/oder dem Brennstoffzellenstapel beschrieben worden sind.In the described method, all the advantages that have already been described for the fuel cell element and / or the fuel cell stack result.

BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSBEISPIELEPREFERRED EMBODIMENTS

Das erfindungsgemäße Brennstoffzellenelement sowie der erfindungsgemäße Brennstoffzellenstapel werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen jeweils schematisch:The fuel cell element according to the invention and the fuel cell stack according to the invention are explained in more detail below with reference to drawings. Each show schematically:

1 eine Seitenansicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Membran-Elektroden-Einheit mit einem ersten Dichtungselement in Schnittdarstellung, 1 a side view of an embodiment of a membrane-electrode assembly according to the invention with a first sealing element in a sectional view,

2 eine Seitenansicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Medienverteilereinheit mit einem zweiten Dichtungselementes in Schnittdarstellung, 2 a side view of an embodiment of a media distribution unit according to the invention with a second sealing element in a sectional view,

3 eine Seitenansicht einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Brennstoffzellenelementes in Schnittdarstellung, 3 a side view of a first embodiment of a fuel cell element according to the invention in a sectional view,

4 eine Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Brennstoffzellenelementes in Schnittdarstellung, 4 a side view of a second embodiment of a fuel cell element according to the invention in a sectional view,

5 eine Seitenansicht einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Brennstoffzellenstapels in Schnittdarstellung, 5 a side view of a first embodiment of a fuel cell stack according to the invention in a sectional view,

6 eine Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Brennstoffzellenstapels in Schnittdarstellung, 6 a side view of a second embodiment of a fuel cell stack according to the invention in a sectional view,

7 eine Draufsicht auf eine Ausführungsform eines Brennstoffzellenelementes, 7 a plan view of an embodiment of a fuel cell element,

8 eine Draufsicht auf eine Schnittdarstellung des in 7 gezeigten Ausschnittes A, 8th a plan view of a sectional view of the in 7 shown section A,

9 eine Darstellung des in der 8 gezeigten Ausschnittes A-A, 9 a representation of in the 8th shown section AA,

10, eine Darstellung des in der 8 gezeigten Ausschnittes B-B, 10 , a representation of in the 8th shown section BB,

11 eine Darstellung des in der 8 gezeigten Ausschnittes C-C, und 11 a representation of in the 8th shown section CC, and

12 eine Darstellung des in der 8 gezeigten Ausschnittes D-D. Elemente mit gleicher Funktion und Wirkungsweise sind in den 1 bis 12 jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen. 12 a representation of in the 8th shown section DD. Elements with the same function and mode of action are in the 1 to 12 each provided with the same reference numerals.

In 1 ist schematisch eine Seitenansicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Membran-Elektroden-Einheit 1 mit einem ersten Dichtungselement 2 in Schnittdarstellung dargestellt. Die Membran-Elektroden-Einheit 1 ist platten- bzw. scheibenförmig ausgestaltet und weist eine Reaktionsoberfläche 30 bzw. eine Reaktionsfläche sowie eine Mantelfläche 31 auf. Die Mantelfläche 31 kann bei einer scheibenförmig ausgestalteten Membran-Elektroden-Einheit 1 umlaufend sein. Dagegen weist eine plattenförmige Membran-Elektroden-Einheit 1, insbesondere, wenn diese aus einer viereckigen Platte besteht, insgesamt vier Mantelflächen 31 auf. Es ist jedoch auch denkbar, dass die Membran-Elektroden-Einheit mehr als vier Ecken bzw. Kanten und folglich auch mehr als vier Mantelflächen 31 aufweist. Die schematisch dargestellte Membran-Elektroden-Einheit 1 besteht vornehmlich aus zwei Elektroden und einer zwischen diesen Elektroden angeordneten Elektrolyt-Membran. Es ist zudem denkbar, dass die Membran-Elektroden-Einheit 1 des Weiteren eine Gasdiffusionsschicht bzw. zwei Gasdiffusionsschichten (hier nicht gezeigt) aufweist, welche die chemische Reaktion einer Brennstoffzelle bzw. eines Brennstoffzellenelementes begünstigen. Im Randbereich der Membran-Elektroden-Einheit 1 und insbesondere im Bereich der Mantelfläche(n) 31, welche eine Begrenzungsfläche darstellt, ist eine Dichtung bzw. ein Dichtungselement 2 angeordnet und vornehmlich angespritzt, welches die Membran-Elektroden-Einheit 1 im diesem Randbereich zumindest bereichsweise ummantelt. Das Dichtungselement 2 umhüllt die Membran-Elektroden-Einheit vornehmlich auch bis auf Bereiche der Reaktionsoberflächen 30, und insbesondere bis auf Bereiche der Reaktionsoberflächen 30, welche an die Mantelfläche(n) 31 angrenzen. Wie in der 1 gezeigt, weist das erste Dichtungselement 2, welches vorteilhaft aus einem elastischen bzw. weichen bzw. flexiblen gummiartigen bzw. kautschukartigen Material besteht bzw. zumindest ein derartiges Material aufweist, eine U-förmige Querschnittsfläche auf, um zumindest einen Randbereich der Membran-Elektroden-Einheit bzw. Bereiche der Begrenzungsflächen umgeben bzw. ummanteln zu können.In 1 is a schematic side view of an embodiment of a membrane electrode assembly according to the invention 1 with a first sealing element 2 shown in section. The membrane-electrode unit 1 is designed plate-shaped or disc-shaped and has a reaction surface 30 or a reaction surface and a lateral surface 31 on. The lateral surface 31 can in a disk-shaped membrane electrode assembly 1 be circumferential. In contrast, has a plate-shaped membrane electrode assembly 1 , In particular, if this consists of a quadrangular plate, a total of four lateral surfaces 31 on. However, it is also conceivable that the membrane-electrode assembly more than four corners or edges and consequently more than four lateral surfaces 31 having. The schematically illustrated membrane-electrode unit 1 consists mainly of two electrodes and an electrolyte membrane arranged between these electrodes. It is also conceivable that the membrane electrode unit 1 Furthermore, a gas diffusion layer or two gas diffusion layers (not shown here), which favor the chemical reaction of a fuel cell or a fuel cell element. In the edge area of the membrane-electrode unit 1 and in particular in the area of the lateral surface (s) 31 , which is a boundary surface, is a seal 2 arranged and mainly molded, which is the membrane-electrode unit 1 encased in this edge region at least partially. The sealing element 2 envelops the membrane-electrode unit mainly also to areas of the reaction surfaces 30 , and in particular down to areas of the reaction surfaces 30 , which on the lateral surface (s) 31 adjoin. Like in the 1 shown, the first sealing element 2 , which advantageously consists of an elastic or soft or flexible rubber-like or rubber-like material or has at least one such material, a U-shaped cross-sectional area to surround at least one edge region of the membrane-electrode assembly or areas of the boundary surfaces or to coat.

In der 2 ist eine Seitenansicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Medienverteilereinheit 10 mit einem zweiten Dichtungselement 13 in Schnittdarstellung gezeigt. Gemäß der 2 besteht die Medienverteileinheit 10 aus zwei Separatorfolien 11 und 12, welche auch als Separatorplatten bezeichnet werden können. Die beiden Separatorfolien 11 und 12 sind mittels einer Medienverteilerstruktur bzw. eines Medienverteilerstrukturbereiches 15 voneinander beabstandet. Dieser zweite Medienverteilerstrukturbereich 15 dient vornehmlich zum Verteilen und/oder Leiten eines Kühlmediums und vorzugsweise eines flüssigen Kühlmediums. Zudem weist die Medienverteilereinheit 10 zwei weitere Medienverteilerstrukturbereiche 14 und 16 auf, welche vornehmlich als Gasverteilerstrukturen ausgestaltet sind, um das Elektrodengas der jeweils daran angrenzenden Membran-Elektroden-Einheiten 1 (siehe 1) zu verteilen bzw. zu leiten. Es ist jedoch auch denkbar, dass die Medienverteilereinheit 10 lediglich zwei Medienverteilerstrukturbereiche 14 und 15 bzw. 15 und 16 aufweist und folglich aus einem Elektrodengasmedienverteilerstrukturbereich 14 oder 16 und einem Kühlmediumverteilerstrukturbereich 15 besteht. Eine derartige Medienverteilereinheit 10 wird insbesondere als Abschlusselement innerhalb eines Brennstoffzellenstapels 110 (vgl. 5 und 6) verwendet, wenn folglich nur eine Membran-Elektroden-Einheit 1 an der Medienverteilereinheit 10 angrenzend angeordnet ist. Folglich weist die Medienverteilereinheit 10 eines einzelnen Brennstoffzellenelementes 100 (vgl. 3 und 4) mit lediglich einer einzigen Membran-Elektroden-Einheit 1 auch lediglich zwei Medienverteilerstrukturbereiche 14 und 15 bzw. 15 und 16 auf, da die Medienverteilereinheit 10 nur ein Elektrodengas einer einzelnen Elektrode (Kathode oder Anode) einer einzigen Membran-Elektroden-Einheit 1 verteilen bzw. leiten muss.In the 2 is a side view of an embodiment of a media distribution unit according to the invention 10 with a second sealing element 13 shown in section. According to the 2 consists of the media distribution unit 10 from two separator foils 11 and 12 , which can also be referred to as Separatorplatten. The two separator foils 11 and 12 are by means of a media distribution structure or a media distribution structure area 15 spaced apart. This second media distribution structure area 15 primarily serves for distributing and / or conducting a cooling medium and preferably a liquid cooling medium. In addition, the media distributor unit has 10 two more media distribution structure areas 14 and 16 which are designed primarily as gas distributor structures to the electrode gas of each adjacent membrane electrode assemblies 1 (please refer 1 ) to distribute or direct. However, it is also conceivable that the media distribution unit 10 only two media distribution structure areas 14 and 15 respectively. 15 and 16 and thus from an electrode gas media manifold structure area 14 or 16 and a cooling medium distribution structure region 15 consists. Such a media distribution unit 10 is especially as a final element within a fuel cell stack 110 (see. 5 and 6 ), if therefore only one membrane electrode assembly 1 at the media distribution unit 10 is arranged adjacent. Consequently, the media distributor unit has 10 a single fuel cell element 100 (see. 3 and 4 ) with only a single membrane-electrode unit 1 also only two media distribution structure areas 14 and 15 respectively. 15 and 16 on, since the media distribution unit 10 only one electrode gas of a single electrode (cathode or anode) of a single membrane electrode assembly 1 distribute or direct.

Wie in der 2 gezeigt, ummantelt bzw. umgibt das zweite Dichtungselement 13 die Randbereiche beider Separatorfolien 11, 12, sodass beide Separatorfolien 11, 12 in einem gemeinsamen zweiten Dichtungselement 13 angeordnet sind. Als Randbereiche bzw. Begrenzungsflächen der Separatorfolien 11, 12, welche plattenförmig oder scheibenförmig ausgestaltet sein können, werden insbesondere die Mantelfläche(n) 41 bzw. 51 verstanden. Demnach kann bei einer scheibenförmigen Ausgestaltung der Separatorfolien 11 bzw. 12 jede Separatorfolie 11 bzw. 12 lediglich eine Mantelfläche 41 bzw. 51 aufweisen. Während bei einer viereckigen bzw. vierkantigen plattenförmig Ausgestaltung der Separatorfolien 11 bzw. 12 jede Separatorfolie 11 bzw. 12 insgesamt vier Mantelflächen 41 bzw. 51 aufweist. Ebenso ist es denkbar, dass die Separatorfolien 11 bzw. 12 jeweils mehr als vier Ecken bzw. Kanten aufweisen, sodass sich folglich auch die Anzahl der Mantelflächen 41 bzw. 51 in Bezug auf die Kantenanzahl erhöht. Das zweite Dichtungselement 13 umgibt demnach zumindest bereichsweise und vorteilhaft vollständig die Mantelfläche(n) 41 bzw. 51 und vorzugsweise auch Bereiche der beiden Strömungsoberflächen 40 bzw. 50, welche ebenfalls zu den Begrenzungsflächen zugeordnet werden und von denen jede Separatorfolie 11 bzw. 12 zwei Flächen aufweist. An den Strömungsoberflächen 40, 50 können die zu verteilenden bzw. zu leitenden Medien entlanggeführt werden. Vorteilhaft weisen jeweils beide Strömungsoberflächen 40, 50 jeder Separatorfolie 11, 12 Konturen, wie Vertiefungen, Rillen, Aussparungen (hier nicht gezeigt) auf, um die entlangströmenden Medien gezielt und richtungsweisend an der Oberfläche entlang leiten zu können. Vorteilhaft sind die Separatorfolien 11 bzw. 12 parallel zueinander ausgerichtet bzw. angeordnet. Like in the 2 shown, surrounds or surrounds the second sealing element 13 the edge areas of both Separatorfolien 11 . 12 so that both separator foils 11 . 12 in a common second sealing element 13 are arranged. As border areas or boundary surfaces of the separator foils 11 . 12 , which may be plate-shaped or disc-shaped, in particular the lateral surface (s) 41 respectively. 51 Understood. Accordingly, in the case of a disk-shaped configuration of the separator films 11 respectively. 12 every separator foil 11 respectively. 12 only a lateral surface 41 respectively. 51 exhibit. While in a square or four-edged plate-like configuration of Separatorfolien 11 respectively. 12 every separator foil 11 respectively. 12 a total of four lateral surfaces 41 respectively. 51 having. It is also conceivable that the Separatorfolien 11 respectively. 12 each have more than four corners or edges, so consequently also the number of lateral surfaces 41 respectively. 51 increased in relation to the number of edges. The second sealing element 13 Accordingly, at least partially and advantageously completely surrounds the lateral surface (s) 41 respectively. 51 and preferably also areas of the two flow surfaces 40 respectively. 50 , which are also assigned to the boundary surfaces and each of which Separatorfolie 11 respectively. 12 has two surfaces. At the flow surfaces 40 . 50 the media to be distributed or guided can be guided along. Advantageously, both flow surfaces 40 . 50 every separator foil 11 . 12 Contours, such as depressions, grooves, recesses (not shown here) in order to guide the along-flowing media targeted and pointing the way along the surface. The separator films are advantageous 11 respectively. 12 aligned or arranged parallel to each other.

Die Medienverteilerstrukturbereiche 14, 15 und 16 weisen beispielsweise metallische Gewebestrukturen oder ein Streckmetall oder auch Metallschaum auf, um ein Verteilen und/oder Leiten der einzelnen Medien vorteilhaft gewährleisten zu können. Es ist zudem denkbar, dass der erste 14 und dritte Medienverteilerstrukturbereich 16, welche jeweils zum Verteilen der Elektrodengase dienen, in deren Länge und/oder Breite kleiner dimensioniert sind als der zweite Medienstrukturbereich 15, welcher zum Verteilen des Kühlmediums dient. Dies dient vorteilhaft dazu ein Anordnen einer Membran-Elektroden-Einheit 1 mit angespritztem erstem Dichtungselement 2 in diesem verbleibendem Raum bzw. Bereich, welcher auch als Dichtungsnut B bezeichnet werden kann, anordnen zu können, um ein erfindungsgemäßes Brennstoffzellenelement 100 realisieren zu können.The media distribution structure areas 14 . 15 and 16 have, for example, metallic fabric structures or an expanded metal or even metal foam in order to be able to advantageously ensure distribution and / or conduction of the individual media. It is also conceivable that the first 14 and third media distribution structure area 16 , Which each serve to distribute the electrode gases, in the length and / or width are dimensioned smaller than the second media structure area 15 , which serves for distributing the cooling medium. This advantageously serves to arrange a membrane-electrode unit 1 with molded-on first sealing element 2 in this remaining space or area, which can also be referred to as a sealing groove B to order to order a fuel cell element according to the invention 100 to be able to realize.

In der 3 ist schematisch eine Seitenansicht einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Brennstoffzellenelementes 100 in Schnittdarstellung gezeigt, wobei das Brennstoffzellenelement 10 aus einer Membran-Elektroden-Einheit 1 mit angespritztem ersten Dichtungselement 2 und zwei Medienverteilereinheiten 10a und 10b mit jeweils angespritztem zweiten Dichtungselement 13a und 13b besteht. In the 3 is a schematic side view of a first embodiment of a fuel cell element according to the invention 100 shown in sectional view, wherein the fuel cell element 10 from a membrane-electrode unit 1 with molded-on first sealing element 2 and two media distribution units 10a and 10b each with molded second sealing element 13a and 13b consists.

Die erste Medienverteilereinheit 10a weist zwei Separatorfolien 11a und 12a sowie zwei Medienverteilerstrukturbereiche 15a und 16a auf, während die zweite Medienverteilereinheit 10b ebenfalls zwei Separatorfolien 11b und 12b und einen ersten Medienverteilerstrukturbereich 14b und einen zweiten Medienverteilerstrukturbereich 15b aufweist. Die Medienverteilerstrukturbereiche 15a und 15b dienen vorteilhaft zum Leiten eines Kühlmediums, während die Medienverteilerstrukturbereiche 14b und 16a zum Leiten des Kathoden- bzw. des Anodengases der Membran-Elektroden-Einheit 1 dienen.The first media distribution unit 10a has two separator sheets 11a and 12a as well as two media distribution structure areas 15a and 16a on while the second media distribution unit 10b also two separator foils 11b and 12b and a first media distribution structure area 14b and a second media distribution structure area 15b having. The media distribution structure areas 15a and 15b advantageously serve to conduct a cooling medium while the media distribution structure areas 14b and 16a for conducting the cathode or the anode gas of the membrane-electrode assembly 1 serve.

Die beiden Medienverteilereinheiten 10a und 10b sind derart an der Membran-Elektroden-Einheit 1 angeordnet, dass die Strömungsoberflächen 40, 50 (vgl. 2) der Separatorfolien 11, 12a, 11b, 12b sich im Wesentlichen parallel zu den Reaktionsoberflächen 30 der Membran-Elektroden-Einheit 1 erstrecken. Werden die Medienverteilereinheiten 10a und 10b mit der zwischen diesen angeordneten Membran-Elektroden-Einheit 1 verpresst, dann wird das erste Dichtungselement 2 in einem Innenbereich zwischen die beiden Medienverteileinrichtungen 10a, 10b aufgenommen und von einzelnen Bereichen der jeweiligen zweiten Dichtungselemente 13a, 13b kontaktiert und vorzugsweise vollständig umgeben. Vorteilhaft kontaktiert das erste Dichtungselement 2 jedes zweite Dichtungselement 13a, 13b sowie zwei Medienverteilerstrukturbereiche 16a und 14b, um das Elektrodengas an diese abgeben zu können. The two media distribution units 10a and 10b are so on the membrane-electrode assembly 1 arranged that the flow surfaces 40 . 50 (see. 2 ) of the separator foils 11 . 12a . 11b . 12b essentially parallel to the reaction surfaces 30 the membrane-electrode unit 1 extend. Become the media distribution units 10a and 10b with the membrane electrode assembly arranged between them 1 Pressed, then the first sealing element 2 in an interior area between the two media distribution devices 10a . 10b received and by individual areas of the respective second sealing elements 13a . 13b contacted and preferably completely surrounded. Advantageously, the first sealing element contacts 2 every second sealing element 13a . 13b as well as two media distribution structure areas 16a and 14b to be able to deliver the electrode gas to this.

Gemäß der in 3 gezeigten Ausführungsform berühren bzw. kontaktieren sich die beiden zweiten Dichtungselemente 13a und 13b in einem Auflagebereich 60. According to the in 3 In the embodiment shown, the two second sealing elements contact or contact each other 13a and 13b in a circulation area 60 ,

Vorteilhaft dichtet folglich das erste Dichtungselement 2 die Medienverteilerstrukturbereiche 16a und 14b ab, um ein unkontrolliertes Austreten der Elektrodengase zu verhindern, während die jeweils zweiten Dichtungselemente 13a und 13b dazu dienen ein Herausrutschen des ersten Dichtungselementes 2 zu vermeiden und dieses folglich mechanisch innerhalb des Brennstoffzellenelementes 100 zu fixieren. Dies dient vorteilhaft auch zu einer Sicherstellung der mechanischen Stabilität des Brennstoffzellenelementes 100 und folglich auch des Brennstoffzellenstapels 110 (vgl. 5 und 6). Des Weiteren dient jedes der zweiten Dichtungselemente 13a und 13b dazu ein Austreten des Kühlmediums aus dem zweiten Medienverteilerstrukturbereich 15a, 15b zu vermeiden und dient folglich nicht zur als Begrenzungselement und Stabilisierungselement, sondern zudem auch als Dichtungselement hinsichtlich des zweiten Medienverteilerstrukturbereiches 15a, 15b.Consequently, the first sealing element advantageously seals 2 the media distribution structure areas 16a and 14b to prevent uncontrolled leakage of the electrode gases, while the respective second sealing elements 13a and 13b serve to slipping out of the first sealing element 2 to avoid this and thus mechanically within the fuel cell element 100 to fix. This advantageously also serves to ensure the mechanical stability of the fuel cell element 100 and consequently also the fuel cell stack 110 (see. 5 and 6 ). Furthermore, each of the second seal members serves 13a and 13b to a leakage of the cooling medium from the second Media distribution structure area 15a . 15b to avoid and thus does not serve as a limiting element and stabilizing element, but also as a sealing element with respect to the second media distribution structure area 15a . 15b ,

Die zweiten Dichtungselemente 13a, 13b dienen vorteilhaft auch dazu einen definierten Abstand zwischen den Medienverteilereinheiten 10a, 10b zu ermöglichen, um ein Anordnen der Membran-Elektroden-Einheit 1 zwischen diesen realisieren zu können. Des Weiteren kann insbesondere aufgrund des ersten Dichtungselementes vorteilhaft sichergestellt werden, dass ein Kraftfluss überwiegend über die Dichtungselemente 2, 13a und/oder 13b verläuft. Zudem können vorteilhaft innerhalb des Brennstoffzellenelementes geringe Kontakt- und Übergangswiderstände realisiert werden.The second sealing elements 13a . 13b advantageously also serve a defined distance between the media distribution units 10a . 10b to allow for arranging the membrane-electrode unit 1 between them realize. Furthermore, it can be advantageously ensured, in particular on account of the first sealing element, that a force flow predominantly via the sealing elements 2 . 13a and or 13b runs. In addition, advantageously low contact and contact resistances can be realized within the fuel cell element.

4 zeigt schematisch eine Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Brennstoffzellenelementes 100 in Schnittdarstellung. Diese zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der in der 3 gezeigten ersten Ausführungsform im Wesentlichen lediglich dadurch, dass wenigstens bei bzw. nach einem Zusammenfügen der drei Bauteile, nämlich der zwei Medienverteilereinheiten 10a und 10b und einer zwischen diesen beiden Medienverteilereinheiten 10a, 10b angeordneten Membran-Elektroden-Einheit 1, die zweiten Dichtungselemente 13a und 13b der Medienverteileinheiten 10a, 10b einander nicht berühren bzw. sich zumindest teilweise nicht kontaktieren. Vielmehr wird das erste Dichtungselement 2 beim Verpressvorgang zwischen die beiden zweiten Dichtungselemente 13a und 13b gedrückt. Hierfür ist das erste Dichtungselement 2 vorteilhaft im Umfang bzw. in dessen Volumen bzw. dessen Breite größer dimensioniert als beispielsweise das erste Dichtungselement 2 der ersten Ausführungsform gemäß der 3. Es ist jedoch auch denkbar, dass auch aufgrund der Dimension des ersten Dichtungselementes 2 die zweiten Dichtungselemente 13a, 13b nach dem Verpressvorgang einander nicht kontaktieren und das erste Dichtungselement 2 dennoch nicht zwischen die beiden zweiten Dichtungselemente 13a, 13b geführt ist. In diesem Fall würde ein Spalt zwischen den beiden zweiten Dichtungselementen 13a, 13b verbleiben. Es ist des Weiteren denkbar, dass das erste Dichtungselement 2 eine Form mit vorteilhaft einem Vorsprungsbereich aufweist, welcher sich vor und/oder auch nach dem Verpressvorgang zwischen die zweiten Dichtungselemente 13a und 13b anordnen, sodass diese zweiten Dichtungselemente 13a und 13b einander nicht berühren bzw. kontaktieren können. 4 schematically shows a side view of a second embodiment of a fuel cell element according to the invention 100 in section. This second embodiment differs from that in the 3 shown substantially only in that at least during or after an assembly of the three components, namely the two media distribution units 10a and 10b and one between these two media distribution units 10a . 10b arranged membrane electrode assembly 1 , the second sealing elements 13a and 13b the media distribution units 10a . 10b do not touch each other or at least partially not contact. Rather, the first sealing element 2 during the pressing process between the two second sealing elements 13a and 13b pressed. This is the first sealing element 2 advantageous in the scope or in its volume or its width dimensioned larger than, for example, the first sealing element 2 the first embodiment according to the 3 , However, it is also conceivable that also due to the dimension of the first sealing element 2 the second sealing elements 13a . 13b after the pressing process do not contact each other and the first sealing element 2 but not between the two second sealing elements 13a . 13b is guided. In this case, there would be a gap between the two second sealing elements 13a . 13b remain. It is also conceivable that the first sealing element 2 a mold advantageously having a projecting portion, which before and / or after the pressing operation between the second sealing elements 13a and 13b Arrange so that these second sealing elements 13a and 13b can not touch or contact each other.

In der 5 ist schematisch eine Seitenansicht einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Brennstoffzellenstapels 110 in Schnittdarstellung gezeigt. Dieser Brennstoffzellenstapel besteht aus einer Vielzahl an Membran-Elektroden-Einheiten 1a1n+1 mit jeweils ersten Dichtungselementen 2a2n+1, sowie aus einer Vielzahl an Medienverteilereinheiten 10a10n+2 mit jeweils zweiten Dichtungselementen 13a13n+2 und aus einer Vielzahl an Medienverteilerstrukturbereichen 14a14n+2, 15a15n+2, 16a16n+2. Die Membran-Elektroden-Einheiten 1a1n+1 und die Medienverteilereinheiten 10a10n+2 sind in Sandwichbauweise abwechselnd aufeinander gestapelt, wobei sich die zweiten Dichtungselemente 13a13n+2 zumindest nach dem Verpressen der Bauteile miteinander wenigstens abschnittsweise kontaktieren. Folglich ist der in 5 dargestellten Brennstoffzellenstapel 110 im Wesentlichen mit der in der 3 gezeigten Ausführungsform zu vergleichen, bei welcher sich die zweiten Dichtungselemente 13a, 13b berühren und das erste Dichtungselement 2 von den zweiten Dichtungselementen 13a, 13b zumindest abschnittsweise und vorzugsweise vollumfänglich eingeschlossen wird (vgl. 3). Vorteilhaft weisen die erste Medienverteilereinheit 10a und die letzte Medienverteilereinheit 10n+2 im Brennstoffzellenstapel 110 keinen ersten Medienverteilerstrukturbereich 14a bzw. keinen dritten Medienverteilerstrukturbereich 16n+2 auf, wie dies insbesondere in der 6 dargestellt ist.In the 5 is a schematic side view of a first embodiment of a fuel cell stack according to the invention 110 shown in section. This fuel cell stack consists of a plurality of membrane electrode assemblies 1a - 1n + 1 each with first sealing elements 2a - 2n + 1 , as well as from a variety of media distribution units 10a - 10n + 2 each with second sealing elements 13a - 13n + 2 and from a variety of media distribution fabric areas 14a - 14n + 2 . 15a - 15n + 2 . 16a - 16n + 2 , The membrane-electrode units 1a - 1n + 1 and the media distribution units 10a - 10n + 2 are alternately stacked in sandwich construction, with the second sealing elements 13a - 13n + 2 at least partially contact each other at least after the compression of the components. Consequently, the in 5 illustrated fuel cell stack 110 essentially with the one in the 3 to compare shown embodiment in which the second sealing elements 13a . 13b touch and the first sealing element 2 from the second sealing elements 13a . 13b at least partially and preferably fully enclosed (cf. 3 ). Advantageously, the first media distribution unit 10a and the last media distribution unit 10n + 2 in the fuel cell stack 110 no first media distribution structure area 14a or no third media distribution structure area 16n + 2 on how this particular in the 6 is shown.

In der 6 ist schematisch eine Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Brennstoffzellenstapels 110 in Schnittdarstellung gezeigt, welche sich von der in der 5 dargestellte Ausführungsform lediglich dadurch unterscheidet, dass die miteinander verpressten einzelnen Bauteile, wie die Membran-Elektroden-Einheiten 1a1n+1 mit jeweiligem ersten Dichtungselement 2a2n+1 und die Medienverteilereinheiten 10a10n+2 mit jeweiligem zweiten Dichtungselement 13a13n+2, nach dem Verpressvorgang derart in Sandwichbauweise abwechselnd angeordnet sind, dass zumindest Bereiche des ersten Dichtungselementes 2a2n+1 zwischen Abschnitte der jeweiligen zueinander angeordneten zweiten Dichtungselemente 13a13n+2 angeordnet und/oder wenigstens aufgrund des Verpressvorganges gedrückt sind bzw. wurden. Folglich ist der in der 6 gezeigte Brennstoffzellenstapel 110 im Wesentlichen mit der in der 4 gezeigten Ausführungsform zu vergleichen, sodass des Weiteren hierbei auf die Ausführungen zur 4 Bezug genommen wird.In the 6 is a schematic side view of a second embodiment of a fuel cell stack according to the invention 110 shown in section, which differs from that in the 5 illustrated embodiment only differs in that the individual components pressed together, such as the membrane electrode assemblies 1a - 1n + 1 with respective first sealing element 2a - 2n + 1 and the media distribution units 10a - 10n + 2 with respective second sealing element 13a - 13n + 2 , are alternately arranged in sandwich construction after the pressing process such that at least portions of the first sealing element 2a - 2n + 1 between sections of the respective second sealing elements arranged relative to one another 13a - 13n + 2 arranged and / or at least pressed or were due to the pressing process. Consequently, the one in the 6 shown fuel cell stack 110 essentially with the one in the 4 to compare the embodiment shown so that further here on the comments on 4 Reference is made.

Vorteilhaft werden das erste Dichtungselement 2a2n+1 sowie das zweite Dichtungselement 13a13n+2 mittels eines Spritzgussverfahrens an die Membran-Elektroden-Einheit 1a1n+1 bzw. die Medienverteilereinheit 10a10n+1 angebracht. Der Bereich B bzw. die Dichtungsnut B (vgl. 2) dient zumindest während des Spritzgussverfahrens zur Werkzeugaufnahme, das heißt zur Aufnahme des Spritzgusswerkzeuges, wodurch eine Beschädigung der einzelnen Medienverteilerstrukturbereiche 14a14n+2, 15a15n+2, 16a16n+2 verhindert wird.Advantageously, the first sealing element 2a - 2n + 1 and the second sealing element 13a - 13n + 2 by means of an injection molding process to the membrane-electrode assembly 1a - 1n + 1 or the media distribution unit 10a - 10n + 1 appropriate. The region B or the sealing groove B (cf. 2 ) serves at least during the injection molding process for tool holder, that is, for receiving the injection molding tool, whereby a Damage to the individual media distribution structure areas 14a - 14n + 2 . 15a - 15n + 2 . 16a - 16n + 2 is prevented.

Die 7 zeigt schematisch eine Draufsicht auf eine Ausführungsform einer Medienverteilereinheit 10 bzw. eines Brennstoffzellenelements 100, aufweisend zwei Medienverteilereinheiten und eine zwischen diesen angeordnete Membran-Elektroden-Einheit 2, wie insbesondere in den 3 und 4 gezeigt. Das Brennstoffzellenelement 100 weist vorzugsweise Portbereiche 2025 auf, durch welche hindurch gasförmige oder flüssige Medien eintreten bzw. austreten können. Demnach dient der Portbereich 20 dazu ein für die Reaktion an der Anode erforderliches Medium, wie beispielsweise Wasserstoff, zuzuführen und das an der Anode nach der Reaktion entstehende Anodengas über den Portbereich 21 bzw. den Medienport 21 wieder abzuführen. Dementsprechend weist auch der Kathodenbereich einen Portbereich 22 auf, über welchen beispielsweise Sauerstoff zugeführt wird, und deinen Portbereich 23, über welchen das entstandene Wasser abgeführt wird. Des Weiteren weist das Brennstoffzellenelement 100 einen Portbereich 24 zur Zuführung eines Kühlmittels zur Kühlung des Brennstoffzellenelementes 100 sowie einen Portbereich 25 zur Abführung dieses Kühlmittels auf. The 7 schematically shows a plan view of an embodiment of a media distribution unit 10 or a fuel cell element 100 comprising two media distribution units and a membrane electrode assembly disposed therebetween 2 , especially in the 3 and 4 shown. The fuel cell element 100 preferably has port areas 20 - 25 through which gaseous or liquid media can enter or exit. Accordingly, the port area is used 20 to supply a required for the reaction at the anode medium, such as hydrogen, and the resulting at the anode after the reaction anode gas over the port region 21 or the media port 21 dissipate again. Accordingly, the cathode region also has a port region 22 on which, for example, oxygen is supplied, and your port area 23 over which the resulting water is removed. Furthermore, the fuel cell element 100 a port area 24 for supplying a coolant for cooling the fuel cell element 100 as well as a port area 25 for the discharge of this coolant.

In der 8 ist schematisch eine Draufsicht auf eine Schnittdarstellung des in 7 gezeigten Ausschnittes A, dargestellt, wobei das in der 7 dargestellte Brennstoffzellenelement 100 insbesondere im Bereich der Membran-Elektroden-Einheit 1 und im Wesentlichen entlang der Reaktionsoberfläche 30 (vgl. 1) geschnitten wurde. Wie in der 8 ersichtlich, wird das erste Dichtungselement 2 zumindest bereichsweise von dem zweiten Dichtungselement 13 zur Umgebung U begrenzt bzw. abgegrenzt, um vorteilhaft eine Arretierung bzw. Stabilisierung des ersten Dichtungselementes 2 innerhalb des Brennstoffzellenelementes 100 gewährleisten zu können. Die in der 8 zumindest ausschnittsweise dargestellten Portbereiche 22 und 24 sind vorteilhaft ebenfalls mit dem ersten Dichtungselement 2 und folglich dem zweiten Dichtungselement 13 zur Umgebung wenigstens bereichsweise abgegrenzt und bilden demnach wenigstens einen Bestandteil der Membran-Elektroden-Einheit 1 und/oder der Medienverteilereinheit 10 (vgl. 1, 3, 4).In the 8th is a schematic plan view of a sectional view of the in 7 shown section A, shown in the 7 shown fuel cell element 100 in particular in the area of the membrane-electrode unit 1 and substantially along the reaction surface 30 (see. 1 ) was cut. Like in the 8th can be seen, the first sealing element 2 at least partially from the second sealing element 13 limited to the environment U or delimited to advantageously a locking or stabilization of the first sealing element 2 within the fuel cell element 100 to be able to guarantee. The in the 8th at least partially port areas shown 22 and 24 are also advantageous with the first sealing element 2 and hence the second sealing element 13 at least partially demarcated to the environment and thus form at least one part of the membrane electrode assembly 1 and / or the media distribution unit 10 (see. 1 . 3 . 4 ).

9 zeigt schematisch eine Darstellung des in der 8 gezeigten Ausschnittes A-A. Die Membran-Elektroden-Einheit 1 ist insbesondere in deren Randbereich mit dem ersten Dichtungselement 2 ummantelt, welches wiederum wenigstens mit einem Bereich in einer Dichtungsnut B, welche zwischen dem zweiten Dichtungselement 13 und dem ersten Medienverteilerstrukturbereich 14 besteht, eingreift, sodass vorteilhaft eine Arretierung der Membran-Elektroden-Einheit 1 innerhalb des Brennstoffzellenelementes 100 sichergestellt werden kann. Ein Bereich des ersten Dichtungselementes 2 erstreckt sich auch in Betrachtungsebene horizontal entlang des dargestellten zweiten Dichtungselementes 13, sodass die in der 9 gezeigte Anordnung im Wesentlichen der in 4 gezeigten Ausführungsform eines Brennstoffzellenelementes 100 entspricht und demnach auf die zur 4 beschriebenen Ausführungen Bezug genommen wird. 9 schematically shows a representation of the in the 8th shown section AA. The membrane-electrode unit 1 is in particular in its edge region with the first sealing element 2 encased, which in turn at least with a region in a sealing groove B, which between the second sealing element 13 and the first media distribution structure area 14 consists, engages, so advantageously a locking of the membrane electrode assembly 1 within the fuel cell element 100 can be ensured. A region of the first sealing element 2 also extends in the viewing plane horizontally along the illustrated second sealing element 13 so that in the 9 shown arrangement substantially in 4 shown embodiment of a fuel cell element 100 corresponds and therefore to the 4 described embodiments reference is made.

Bedingt durch den Aufbau und den Herstellungsprozess bzw. den Spritzgussprozess, bei welchem unter anderem das zweite Dichtungselement 13 an die Medienverteilereinheit 10 angespritzt wird, dringt der Werkstoff des zweiten Dichtungselementes 13 zumindest geringfügig in einen Bereich des zweiten Medienverteilerstrukturbereiches 15 ein, wie mit dem Bezugszeichen 70 dargestellt. Ein derartiger Werkstoffeintrag 70 ist jedoch für die Funktion nicht relevant, da dadurch die Funktion des Brennstoffzellenelementes 100 nicht beeinträchtigt wird.Due to the structure and the manufacturing process or the injection molding process, in which, among other things, the second sealing element 13 to the media distribution unit 10 is injected, penetrates the material of the second sealing element 13 at least slightly into an area of the second media distribution structure area 15 a, as with the reference numeral 70 shown. Such a material entry 70 However, it is not relevant to the function, as a result of the function of the fuel cell element 100 is not affected.

In der 10 ist schematisch eine Darstellung des in der 8 gezeigten Ausschnittes B-B gezeigt, wobei insbesondere verdeutlicht wird, dass sich der Werkstoffeintrag 70 entlang der gesamten Breite des zweiten Medienverteilerstrukturbereiches 15 erstrecken kann. Des Weitern zeigt die 10 auch die Dichtungsnut B zum Einbringen zumindest eines Bereiches des ersten Dichtungselementes 2. Folglich wird verdeutlicht, dass insbesondere der erste 14 und der dritte Medienverteilerstrukturbereich 16 (vgl. 9) jeweils eine geringere bzw. kleiner Dimensionierung in dessen Länge bzw. Breite, jedoch nicht in dessen Stärke aufweisen als der zweite Medienverteilerstrukturbereich 15 (vgl. 9), welcher vorteilhaft das zweite Dichtungselement 13 zumindest abschnittsweise kontaktiert. Vorteilhaft weisen die Medienverteilerstrukturen 14, 15 und 16 jeweils eine im Wesentlichen identische Stärke auf, wobei deren Ausgestaltung hinsichtlich der Verteilerstruktur und der dafür verwendeten Materialien etc. unterschiedlich sein kann. In the 10 is a schematic representation of the in the 8th shown section BB, in particular it is illustrated that the material entry 70 along the entire width of the second media distribution structure area 15 can extend. The further shows the 10 also the sealing groove B for introducing at least a portion of the first sealing element 2 , Consequently, it becomes clear that, in particular, the first 14 and the third media distribution structure area 16 (see. 9 ) each have a smaller or smaller dimensions in its length or width, but not in its thickness than the second media distribution structure area 15 (see. 9 ), which advantageously the second sealing element 13 contacted at least in sections. Advantageously, the media distribution structures 14 . 15 and 16 each have a substantially identical thickness, wherein their configuration with respect to the distribution structure and the materials used therefor, etc. may be different.

In der 11 ist schematisch eine Darstellung des in der 8 gezeigten Ausschnittes C-C und in der 12 ist schematisch eine Darstellung des in der 8 gezeigten Ausschnittes D-D dargestellt. Hierbei wird deutlich, dass das erste Dichtungselement 2 zumindest mit einem Bereich eine Strömungsoberfläche der ersten Separatorfolie 11 kontaktiert und zwar im Bereich der Dichtungsnut B, in welchem der erste Medienverteilerstrukturbereich 14 angeordnet ist. Des Weiteren zeigen 11 und 12 die Anordnung beider Separatorfolien 11, 12 innerhalb eines gemeinsamen zweiten Dichtungselementes 13, durch welches beide Separatorfolien 11, 12 nicht nur beabstandet voneinander angeordnet sind, sondern auch gegen ein Verrutschen bzw. ein Verschieben gesichert sind. Des Weiteren wird verdeutlich, dass insbesondere der zweite Medienverteilerstrukturbereich 15 derart mittels des zweiten Dichtungselementes 13 abgedichtet wird, dass ein unbeabsichtigtes Austreten des Kühlmediums verhindert und ein gezieltes Eintreten bzw. Austreten des Kühlmediums über die Portbereiche 24 und 15 (vgl. 7) ermöglicht wird.In the 11 is a schematic representation of the in the 8th shown section CC and in the 12 is a schematic representation of the in the 8th shown section DD shown. It becomes clear that the first sealing element 2 at least a portion of a flow surface of the first separator film 11 contacted in the region of the sealing groove B, in which the first media distribution structure area 14 is arranged. Further show 11 and 12 the arrangement of both Separatorfolien 11 . 12 within a common second sealing element 13 through which both separator sheets 11 . 12 not only spaced from each other, but are also secured against slipping or shifting. Furthermore, it becomes clear that in particular the second media distribution structure area 15 such by means of the second sealing element 13 is sealed, that prevents inadvertent leakage of the cooling medium and a targeted entry or exit of the cooling medium over the port areas 24 and 15 (see. 7 ).

Claims (10)

Brennstoffzellenelement (100) mindestens aufweisend zwei Medienverteilereinheiten (10, 10a10n+2) und eine zwischen den beiden Medienverteilereinheiten (10, 10a10n+2) angeordnete Membran-Elektroden-Einheit (1, 1a1n+1), wobei die Membran-Elektroden-Einheit Einheit (1, 1a1n+1) zumindest abschnittsweise ein erstes Dichtungselement (2, 2a2n+1) und die beiden Medienverteilereinheiten (10, 10a10n+2) jeweils zumindest abschnittsweise ein zweites Dichtungselement (13, 13a13n+2) aufweisen, und wobei das erste Dichtungselement (2, 2a2n+1) und das zweite Dichtungselement (13, 13a13n+2) sich zumindest abschnittweise kontaktieren.Fuel cell element ( 100 ) comprising at least two media distribution units ( 10 . 10a - 10n + 2 ) and one between the two media distribution units ( 10 . 10a - 10n + 2 ) arranged membrane electrode unit ( 1 . 1a - 1n + 1 ), wherein the membrane-electrode unit ( 1 . 1a - 1n + 1 ) at least partially a first sealing element ( 2 . 2a - 2n + 1 ) and the two media distribution units ( 10 . 10a - 10n + 2 ) each at least partially a second sealing element ( 13 . 13a - 13n + 2 ), and wherein the first sealing element ( 2 . 2a - 2n + 1 ) and the second sealing element ( 13 . 13a - 13n + 2 ) Contact at least in sections. Brennstoffzellenelement (100) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Medienverteilereinheit (10, 10a10n+2) mindestens zwei und bevorzugt drei Medienverteilerstrukturbereiche (14, 14a14n+2, 15, 15a15n+2, 16, 16a16n+2) aufweist, welche jeweils mittels einer zumindest abschnittsweise zwischen den beiden Medienverteilerstrukturbereichen (14, 14a14n+2, 15, 15a15n+2, 16, 16a16n+2) angeordneten Separatorfolien (11, 11a11n+2, 12, 12a12n+2) beabstandet voneinander angeordnet sind.Fuel cell element ( 100 ) according to claim 1, characterized in that the media distribution unit ( 10 . 10a - 10n + 2 ) at least two and preferably three media distribution structure areas ( 14 . 14a - 14n + 2 . 15 . 15a - 15n + 2 . 16 . 16a - 16n + 2 ), which in each case by means of at least partially between the two media distribution structure areas ( 14 . 14a - 14n + 2 . 15 . 15a - 15n + 2 . 16 . 16a - 16n + 2 ) arranged Separatorfolien ( 11 . 11a - 11n + 2 . 12 . 12a - 12n + 2 ) are spaced from each other. Brennstoffzellenelement (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Medienverteilerstrukturbereiche (14, 14a14n+2, 15, 15a15n+2, 16, 16a16n+2) zumindest abschnittsweise metallische Gewebestrukturen und/oder ein Streckmetall und/oder einen Metallschaum aufweisen.Fuel cell element ( 100 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the media distribution structure areas ( 14 . 14a - 14n + 2 . 15 . 15a - 15n + 2 . 16 . 16a - 16n + 2 ) at least partially have metallic tissue structures and / or an expanded metal and / or a metal foam. Brennstoffzellenelement (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Separatorfolien (11, 11a11n+2, 12, 12a12n+2) eine aufgebrachte Verteilerstruktur aufweist.Fuel cell element ( 100 ) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the separator foils ( 11 . 11a - 11n + 2 . 12 . 12a - 12n + 2 ) has an applied distribution structure. Brennstoffzellenelement (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Dichtungselement (2, 2a2n+1) wenigstens Bereiche einzelner Begrenzungsflächen der Membran-Elektroden-Einheit (1, 1a1n+1) umgibt, wobei zumindest eine der Begrenzungsflächen mit wenigstens einem Energieübertragungsleiter verbunden ist.Fuel cell element ( 100 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the first sealing element ( 2 . 2a - 2n + 1 ) at least regions of individual boundary surfaces of the membrane-electrode assembly ( 1 . 1a - 1n + 1 ), wherein at least one of the boundary surfaces is connected to at least one energy transfer conductor. Brennstoffzellenelement (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Dichtungselement (13, 13a13n+2) wenigstens Bereiche einzelner Begrenzungsflächen der Separatorfolien 11, 11a11n+2, 12, 12a12n+2) der Medienverteilereinheit (10, 10a10n+2) umgibt. Fuel cell element ( 100 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the second sealing element ( 13 . 13a - 13n + 2 ) at least regions of individual boundary surfaces of the separator foils 11 . 11a - 11n + 2 . 12 . 12a - 12n + 2 ) of the media distribution unit ( 10 . 10a - 10n + 2 ) surrounds. Brennstoffzellenelement (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Dichtungselement (13, 13a13n+2) der ersten Medienverteilereinheit (10, 10a10n+2) das zweite Dichtungselement (13, 13a13n+2) der zweiten Medienverteilereinheit (10, 10a10n+2) wenigstens abschnittsweise kontaktiert.Fuel cell element ( 100 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the second sealing element ( 13 . 13a - 13n + 2 ) of the first media distribution unit ( 10 . 10a - 10n + 2 ) the second sealing element ( 13 . 13a - 13n + 2 ) of the second media distribution unit ( 10 . 10a - 10n + 2 ) contacted at least in sections. Brennstoffzellenelement (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem zweiten Dichtungselement (13, 13a13n+2) der ersten Medienverteilereinheit (10, 10a10n+2) und dem zweiten Dichtungselement (13, 13a13n+2) der zweiten Medienverteilereinheit (10, 10a10n+2) zumindest abschnittsweise wenigstens ein Bereich des ersten Dichtungselementes (2, 2a2n+1) angeordnet ist. Fuel cell element ( 100 ) according to one of the preceding claims 1 to 7, characterized in that between the second sealing element ( 13 . 13a - 13n + 2 ) of the first media distribution unit ( 10 . 10a - 10n + 2 ) and the second sealing element ( 13 . 13a - 13n + 2 ) of the second media distribution unit ( 10 . 10a - 10n + 2 ) at least partially at least a portion of the first sealing element ( 2 . 2a - 2n + 1 ) is arranged. Brennstoffzellenstapel (110), aufweisend mindestens zwei miteinander in Reihe angeordneter Membran-Elektroden-Einheiten (1, 1a1n+1) und zwischen den beiden Membran-Elektroden-Einheiten (1, 1a1n+1) angeordnete sowie diese begrenzend angeordnete Medienverteilereinheiten (10, 10a10n+2), wobei die Membran-Elektroden-Einheiten (1, 1a1n+1) jeweils zumindest abschnittsweise ein erstes Dichtungselement (2, 2a2n+1) und die Medienverteilereinheiten (10, 10a10n+2) jeweils zumindest abschnittsweise ein zweites Dichtungselement (13, 13a13n+2) aufweisen, und wobei das erste Dichtungselement (2, 2a2n+1) und das zweite Dichtungselement (13, 13a13n+2) sich zumindest abschnittweise kontaktieren...Fuel cell stack ( 110 ), comprising at least two membrane-electrode units arranged in series with one another ( 1 . 1a - 1n + 1 ) and between the two membrane electrode assemblies ( 1 . 1a - 1n + 1 ) arranged as well as these limiting arranged media distribution units ( 10 . 10a - 10n + 2 ), wherein the membrane-electrode units ( 1 . 1a - 1n + 1 ) each at least partially a first sealing element ( 2 . 2a - 2n + 1 ) and the media distribution units ( 10 . 10a - 10n + 2 ) each at least partially a second sealing element ( 13 . 13a - 13n + 2 ), and wherein the first sealing element ( 2 . 2a - 2n + 1 ) and the second sealing element ( 13 . 13a - 13n + 2 ) contact each other at least in sections ... Verfahren zum Herstellen eines Brennstoffzellenelementes (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 8 oder eines Brennstoffzellenstapels (110) gemäß dem vorangegangenen Anspruch 9, aufweisend zumindest die Schritte: – Anspritzen des ersten Dichtungselementes (2, 2a2n+1) zumindest in Bereiche einzelner Begrenzungsflächen der Membran-Elektroden-Einheit (1, 1a1n+1), – Anspritzen des zweiten Dichtungselementes (13, 13a13n+2) zumindest in Bereiche einzelner Begrenzungsflächen der Separatorfolien (11, 11a11n+2, 12, 12a12n+2) der Medienverteilereinheit (10, 10a10n+2), – Anordnen zumindest einer Membran-Elektroden-Einheit (1, 1a1n+1) zwischen jeweils zwei Medienverteilereinheiten (10, 10a10n+2), und – Aneinanderpressen der Membran-Elektroden-Einheit (1, 1a1n+1), mit den Medienverteilereinheiten (10, 10a10n+2) bis das zweite Dichtungselement (13, 13a13n+2) der ersten Medienverteilereinheit (10, 10a10n+2) zumindest abschnittweise das zweite Dichtungselement (13, 13a13n+2) der zweiten Medienverteilereinheit (10, 10a10n+2) kontaktiert, oder bis das zweite Dichtungselement (13, 13a13n+2) der ersten Medienverteilereinheit (10, 10a10n+2) sowie das zweite Dichtungselement (13, 13a13n+2) der zweiten Medienverteilereinheit (10, 10a10n+2) jeweils wenigstens einen Bereich des zumindest teilweise zwischen die jeweilig zueinander angeordneten zweiten Dichtungselemente (13, 13a13n+2) der Medienverteilereinheiten (10, 10a10n+2) anordenbaren ersten Dichtungselementes (2, 2a2n+1) der Membran-Elektroden-Einheit (1, 1a1n+1) kontaktieren.Method for producing a fuel cell element ( 100 ) according to one of the preceding claims 1 to 8 or a fuel cell stack ( 110 ) according to the preceding claim 9, comprising at least the steps: - injection molding of the first sealing element ( 2 . 2a - 2n + 1 ) at least in areas of individual boundary surfaces of the membrane-electrode assembly ( 1 . 1a - 1n + 1 ), - injection molding of the second sealing element ( 13 . 13a - 13n + 2 ) at least in areas of individual boundary surfaces of Separatorfolien ( 11 . 11a - 11n + 2 . 12 . 12a - 12n + 2 ) of the media distribution unit ( 10 . 10a - 10n + 2 ), - arranging at least one membrane-electrode unit ( 1 . 1a - 1n + 1 ) between two media distribution units ( 10 . 10a - 10n + 2 ), and Pressing the membrane-electrode assembly together ( 1 . 1a - 1n + 1 ), with the media distribution units ( 10 . 10a - 10n + 2 ) until the second sealing element ( 13 . 13a - 13n + 2 ) of the first media distribution unit ( 10 . 10a - 10n + 2 ) at least in sections, the second sealing element ( 13 . 13a - 13n + 2 ) of the second media distribution unit ( 10 . 10a - 10n + 2 ) or until the second sealing element ( 13 . 13a - 13n + 2 ) of the first media distribution unit ( 10 . 10a - 10n + 2 ) as well as the second sealing element ( 13 . 13a - 13n + 2 ) of the second media distribution unit ( 10 . 10a - 10n + 2 ) each at least a portion of the at least partially between the respective mutually arranged second sealing elements ( 13 . 13a - 13n + 2 ) of the media distribution units ( 10 . 10a - 10n + 2 ) can be arranged first sealing element ( 2 . 2a - 2n + 1 ) of the membrane-electrode unit ( 1 . 1a - 1n + 1 ) to contact.
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