DE102024209066A1

DE102024209066A1 - Separatorplatte sowie werkzeug und verfahren zur herstellung einer separatorplatte

Info

Publication number: DE102024209066A1
Application number: DE102024209066.2A
Authority: DE
Inventors: Andreas Michalke; Andreas Ruopp; Wolfgang Kraus; Manuel Kamm; Alexander Trippel; Maxim Vovcuk; Hans Waldvogel; Franz Schweiggart
Original assignee: Reinz Dichtungs GmbH
Current assignee: Reinz Dichtungs GmbH
Priority date: 2023-09-28
Filing date: 2024-09-20
Publication date: 2025-04-03
Also published as: CN119725600A; US20250109515A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Separatorplatte (1) für einen Elektrolyseur, umfassend
- eine metallische Lage (10) mit einer ersten Seite (11) und einer der ersten Seite (11) gegenüberliegenden zweiten Seite (21),
- eine erste Elastomerdichtung (12), welche in einer kanalförmigen ersten Nut (14) auf der ersten Seite (11) der metallischen Lage (10) angeordnet ist, wobei die erste Nut (14) einen ersten Steg (16) auf der zweiten Seite (21) der metallischen Lage (10) bildet,
- eine zweite Elastomerdichtung (22), welche in einer kanalförmigen zweiten Nut (24) auf der zweiten Seite (21) der metallischen Lage (10) angeordnet ist, wobei die zweite Nut (24) einen zweiten Steg (26) auf der ersten Seite (11) der metallischen Lage (10) bildet,
wobei der zweite Steg (26) an die erste Nut (14) angrenzt und der erste Steg (16) an die zweite Nut (24) angrenzt, sodass die erste Nut (14) und die zweite Nut (24) eine gemeinsame Seitenwand (20) aufweisen,
wobei die erste Elastomerdichtung (12) von der gemeinsamen Seitenwand (20) beabstandet ist und in diesem Bereich der ersten Nut (14) ausgespart ist.
Außerdem betrifft die Erfindung ein Werkzeug sowie ein Verfahren zur Herstellung der Separatorplatte.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Separatorplatte für einen Elektrolyseur. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Werkzeug sowie ein Verfahren zur Herstellung der Separatorplatte.
Allgemein umfassen Elektrolyseure normalerweise einen Stapel von elektrochemischen Einzelzellen, von denen jede eine Vielzahl von Schichten aufweist, darunter zumindest eine Separatorplatte und eine Membran-Elektroden-Anordnung (MEA), wobei jede Einzelzelle durch zwei benachbarte Separatorplatten begrenzt wird. Der Stapel von elektrochemischen Einzelzellen kann zwei Endplatten aufweisen, die die elektrochemischen Einzelzellen miteinander verpressen und dem Stapel Stabilität verleihen. Weiterhin können die elektrochemischen Einzelzellen Gasdiffusionslagen (GDL) oder poröse Transportlagen (PTL) umfassen, die zwischen der Separatorplatte und der Membran-Elektroden-Anordnung angeordnet sind. Die Separatorplatte kann hierbei mehrere Funktionen erfüllen: eine indirekte elektrische Kontaktierung von Elektroden der Membran-Elektroden-Anordnung (MEA), eine Trennung von Medien wie Wasser, Sauerstoff oder Wasserstoff und eine elektrische Verbindung der benachbarten elektrochemischen Einzelzellen. Die Separatorplatte wird oftmals auch als Bipolarplatte bezeichnet.
Die Separatorplatte umfasst zumindest eine Durchgangsöffnung (Port) als Einlass oder Auslass zum Durchführen eines Fluids durch die Separatorplatte, ein Strömungsfeld mit einem elektrochemisch aktiven Bereich, und eine dazwischen liegende Fluidführungsstruktur zum Führen des Fluides zwischen der Durchgangsöffnung und dem Strömungsfeld.
Die Separatorplatte kann zum Beispiel ein- oder mehrlagig ausgebildet sein. Während Separatorplatten in Brennstoffzellen oft zweilagig sind, damit zwischen den beiden Einzellagen Kühlfluid strömen kann, sind Separatorplatten in Elektrolyseuren in der Regel einlagig, da eine zusätzliche Kühlung nicht notwendig ist. Die Separatorplatte selbst und jede Lage einer Separatorplatte bewirken also eine Separierung der Medien.
Neben den genannten Separatorplatten, MEA, GDL oder PTL können noch weitere Schichten vorgesehen sein. So können Zellrahmen und/oder Zellabdichtungen zwischen benachbarten Separatorplatten angeordnet werden, um die Zellen abzudichten. Der Stapel von elektrochemischen Einzelzellen muss nämlich gegenüber einem Außenraum abgedichtet werden, da ein Fluid bzw. Medium innerhalb der elektrochemischen Einzelzellen im Vergleich zum Außendruck oftmals unter Überdruck steht. Das Fluid kann beispielsweise Wasserstoff, Luft (Sauerstoff), Wasser und/oder Gemisch(e) davon umfassen. In einem Elektrolyseur kann eine Druckdifferenz zwischen der Umgebung und dem Innern einer elektrochemischen Zelle häufig mehr als 20 bar betragen. So kann auf der Produktseite, beispielsweise der H₂-Seite, der Druck zum Beispiel bis zu 40 bar betragen, während der Druck auf der Eduktseite, beispielsweise der H₂O-Seite, lediglich bis zu 2 bar beträgt. Es ist daher wichtig, das Strömungsfeld des Fluids von der Umgebung und auch innerhalb des elektrochemischen Systems abzudichten. Hierzu kann das elektrochemische System für jede der elektrochemischen Einzelzellen zumindest einen am äußeren Rand der elektrochemischen Einzelzelle umlaufenden Zellrahmen aufweisen, um eine Dichtwirkung zu erzielen. Darüber hinaus kann der Elektrolyseur für jede der elektrochemischen Einzelzellen eine oder mehrere Dichtlagen bzw. Zellabdichtungen umfassen, um die Dichtwirkung zu verstärken.
Es besteht somit ein kontinuierlicher Bedarf, die Dichtheit des Systems weiter zu erhöhen, einen Druckverlust bzw. einen Fluidverlust zu verhindern oder zumindest zu verringern und/oder die Sicherheit des Systems zu erhöhen.
Zusätzlich oder alternativ zu den Dichtlagen sind oftmals an die Separatorplatte angespritzte Elastomerdichtungen vorgesehen, um eine Dichtwirkung zu erzielen oder zu verbessern. Derartige Elastomerdichtungen sind häufig beidseitig der Separatorplatte angeordnet, um beide Seiten der Separatorplatte abzudichten. Die Aushärtung der Elastomermasse dauert lange, da die eingespritzten Komponenten vernetzen müssen. Dieser Vernetzungsschritt bildet einen sehr langen Einzelprozessschritt im Gesamtherstellprozess der Separatorplatte, was in einem industriellen Herstellungsprozess nachteilig sein kann. Vielmehr ist es wünschenswert, beide Seiten der Separatorplatte in einem einzigen Herstellungsschritt mit Elastomermasse anzuspritzen. Durch den hohen Spritzdruck von oftmals mindestens 500 bar ist es allerdings eine Herausforderung, die Separatorplatte im Werkzeug beidseitig abzudichten, um ein Überspritzen der Elastomermasse zu vermeiden.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die vorstehend genannten Probleme zumindest teilweise zu lösen.
Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst.
Gemäß einem ersten Aspekt wird eine Separatorplatte für einen Elektrolyseur vorgeschlagen. Die Separatorplatte umfasst:

- eine metallische Lage mit einer ersten Seite und einer der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite,
- eine erste Elastomerdichtung, welche in einer kanalförmigen ersten Nut auf der ersten Seite der metallischen Lage angeordnet ist, wobei die erste Nut einen ersten Steg auf der zweiten Seite der metallischen Lage bildet, und
- eine zweite Elastomerdichtung, welche in einer kanalförmigen zweiten Nut auf der zweiten Seite der metallischen Lage angeordnet ist, wobei die zweite Nut einen zweiten Steg auf der ersten Seite der metallischen Lage bildet.

Der zweite Steg grenzt an die erste Nut und der erste Steg grenzt an die zweite Nut, sodass die erste Nut und die zweite Nut eine gemeinsame Seitenwand aufweisen. Hierbei ist die erste Elastomerdichtung von der gemeinsamen Seitenwand beabstandet und ist in diesem Bereich der ersten Nut ausgespart.
Die beschriebene Anordnung der Elastomerdichtungen ist besonders kompakt und lässt sich effizient mit einem weiter unten beschriebenen Werkzeug und Verfahren herstellen.
Es kann vorgesehen sein, dass der Nutboden der ersten Nut in dem Bereich, wo die erste Elastomerdichtung ausgespart ist, eine Anprägung aufweist, welche sich in Längsrichtung der ersten Nut neben der ersten Elastomerdichtung erstreckt. Weiter kann ein Stegdach des ersten Steges eine Anprägung aufweisen, wobei die Anprägung des Stegdachs und die Anprägung des Nutbodens überlappend angeordnet sind, sodass die metallische Lage im Bereich der überlappenden Anprägungen ausgedünnt ist. Beispielsweise ist die metallische Lage im Bereich der Anprägung mindestens 5%, 10% oder 15% dünner und/oder höchstens 40% dünner als in angrenzenden Bereichen oder in ungeprägten Bereichen der Separatorplatte bzw. der metallischen Lage. Die genannten Anprägungen können aus dem Pressdruck von in einem Herstellungswerkzeug vorgesehenen Vorsprüngen resultieren, welche für ein Abdichten der Separatorplatte im Werkzeug während der Herstellung der Separatorplatte vorgesehen sind, s. unten.
In manchen Ausführungsformgen ist die zweite Elastomerdichtung von der gemeinsamen Seitenwand beabstandet und in diesem Bereich der zweiten Nut ausgespart. Alternativ kann die zweite Elastomerdichtung an der gemeinsamen Seitenwand anliegen. Es kann vorgesehen sein, dass die erste Nut durch eine weitere Seitenwand begrenzt ist. Die erste Elastomerdichtung kann an der weiteren Seitenwand anliegen. Alternativ kann die erste Elastomerdichtung von der weiteren Seitenwand beabstandet und in diesem Bereich ausgespart sein.
Oftmals weist zumindest eine der beiden Elastomerdichtungen mindestens eine Dichtlippe, beispielsweise zwei Dichtlippen, auf, welche sich in Längsrichtung der Elastomerdichtung erstreckt und einen Überstand zum benachbarten Steg aufweist. Mindestens eine der Elastomerdichtungen bzw. die Dichtlippe kann eine Dichtlinie bzw. eine Dichtfläche definieren, welche um einen abzudichtenden Bereich der Separatorplatte verläuft. Angrenzend an die Dichtlippe kann eine Vertiefung in der Elastomerdichtung ausgebildet sein, welche sich seitlich neben der Dichtlippe erstreckt.
Die erste Nut und die zweite Nut können verschiedene Querschnittsformen aufweisen. Beispielsweise sind die erste Nut und/oder die zweite Nut in einem Querschnitt senkrecht zur Längserstreckung im Wesentlichen trapezförmig oder rechteckig. Oftmals erstreckt sich die erste Elastomerdichtung in Längsrichtung der ersten Nut auf einem Nutboden der ersten Nut. Weiter kann die zweite Elastomerdichtung sich in Längsrichtung der zweiten Nut auf einem Nutboden der zweiten Nut erstrecken.
Zusätzlich zur ersten Elastomerdichtung und zur zweiten Elastomerdichtung kann mindestens eine weitere Elastomerdichtung vorgesehen sein. Beispielsweise weist die Separatorplatte eine dritte Elastomerdichtung auf, welche in einer kanalförmigen dritten Nut auf der ersten Seite der metallischen Lage angeordnet ist, wobei die dritte Nut einen dritten Steg auf der zweiten Seite der metallischen Lage bildet. Es kann vorgesehen sein, dass der dritte Steg auf der zweiten Seite an die zweite Nut angrenzt und der zweite Steg auf der ersten Seite an die dritte Nut angrenzt, sodass die zweite Nut und die dritte Nut eine gemeinsame Seitenwand aufweisen. Oftmals ist die dritte Elastomerdichtung von der gemeinsamen Seitenwand beabstandet und in diesem Bereich ausgespart. In manchen Ausführungen weist der Nutboden der dritten Nut in dem Bereich, wo die dritte Elastomerdichtung ausgespart ist, eine Anprägung auf, welche sich in Längsrichtung der dritten Nut neben der dritten Elastomerdichtung erstreckt. Ein Stegdach des dritten Steges weist manchmal eine Anprägung auf, wobei die Anprägung des Stegdachs und die Anprägung des Nutbodens überlappend angeordnet sind, sodass die metallische Lage im Bereich der überlappenden Anprägungen ausgedünnt ist. Diese Anprägungen können aus dem Herstellungsprozess der Separatorplatte resultieren, vgl. unten.
Es kann also vorgesehen sein, dass die Separatorplatte entlang der Längsrichtung und neben der ersten Elastomerdichtung und/oder der zweiten Elastomerdichtung und/oder der dritten Elastomerdichtung mindestens eine Anprägung aufweist. Es können auch zwei Anprägungen beidseitig der jeweiligen Elastomerdichtung angeordnet sein.
Es kann vorgesehen sein, dass dort wo die Separatorplatte eine Elastomerdichtung aufweist, also in der Nut, die Separatorplatte auf ihrer anderen Seite, also auf dem Stegdach, keine Elastomerdichtung aufweist. Die Separatorplatte kann also auf ihren beiden Flachseiten abwechselnd Elastomerdichtungen aufweisen. Gleichwohl können auf dieser anderen Seite, also auf dem Stegdach, andersartige Beschichtungen vorgesehen sein.
Üblicherweise ist die metallische Lage der Separatorplatte aus Titan und/oder Edelstahl gebildet. Die metallische Lage kann eine Stärke von mindestens 0,1 mm und/oder höchstens 0,8 mm aufweisen. Die Stärke der metallischen Lage kann, wie oben beschrieben, im Bereich der Anprägungen geringer sein als im Bereich außerhalb der Anprägungen. Die Separatorplatte ist vorzugsweise als einlagige Separatorplatte ausgestaltet und weist also im bestimmungsgemäßen Gebrauch, also im elektrochemischen System, nur die genannte metallische Lage auf. Einlagig kann die Separatorplatte auch dann bezeichnet werden, wenn ein mit der metallischen Lage verbundenes, metallisches Zusatzteil oder Einlegeteil vorgesehen ist, welches sich aber nicht über den gesamten Bereich der metallischen Lage, sondern nur lokal über einen Bereich von höchstens 20% der Fläche der metallischen Lage erstreckt. Weiter können die erste Elastomerdichtung und/oder die zweite Elastomerdichtung und/oder die dritte Elastomerdichtung aus Fluorkautschuk, FKM, und/oder Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuken, EPDM und/oder einem Silikon gebildet sein. Oftmals sind die erste Elastomerdichtung und/oder die zweite Elastomerdichtung und/oder die dritte Elastomerdichtung an die metallische Lage angespritzt, zum Beispiel in dem weiter unten beschriebenen Verfahren und/oder mit dem unten beschriebenen Spritzwerkzeug.
Oftmals ist die erste Seite der metallischen Lage als Hochdruckseite, insbesondere H₂-Seite, ausgebildet, wobei die zweite Seite als Niederdruckseite, insbesondere H₂O-Seite, ausgebildet ist.
Die Separatorplatte kann ein Strömungsfeld mit einem elektrochemisch aktiven Bereich aufweisen. Weiter kann die Separatorplatte mindestens eine Durchgangsöffnung zum Durchleiten eines Fluids aufweisen. Die erste Elastomerdichtung und/oder die zweite Elastomerdichtung und/oder die dritte Elastomerdichtung können ausgebildet sein, das Strömungsfeld und/oder die Durchgangsöffnung zumindest bereichsweise abzudichten. Die jeweilige Elastomerdichtung kann hierzu um das Strömungsfeld und/oder die Durchgangsöffnung herum angeordnet sein, z.B. vollständig umlaufend.
Gemäß einem zweiten Aspekt wird ein Werkzeug zum Herstellen einer Separatorplatte bereitgestellt. Das Werkzeug ist zum Herstellen der zuvor beschriebenen Separatorplatte und/oder zum Durchführen des weiter unten beschriebenen Verfahrens ausgestaltet.
Das Werkzeug umfasst:

- eine erste Werkzeugkomponente mit einem ersten Einspritzkanal zum Zuführen einer ersten Elastomermasse, und
- eine zweite Werkzeugkomponente mit einem zweiten Einspritzkanal zum Zuführen einer zweiten Elastomermasse.

Von den Werkzeugkomponenten ist zumindest eine Werkzeugkomponente relativ zur anderen Werkzeugkomponente verfahrbar, wobei die Werkzeugkomponenten in einem geöffneten Zustand zum Aufnehmen der metallischen Lage und in einem geschlossenen Zustand zum beidseitigen Anspritzen der metallischen Lage ausgebildet sind. Die Werkzeugkomponenten sind derart ausgebildet, dass im geschlossenen Zustand eine erste Kavität zwischen der ersten Werkzeugkomponente und der ersten Nut der Separatorplatte und eine zweite Kavität zwischen der zweiten Werkzeugkomponente und der zweiten Nut der Separatorplatte gebildet sind, wobei in die erste Kavität die erste Elastomermasse aus dem ersten Einspritzkanal zum Bilden der ersten Elastomerdichtung einbringbar ist und in die zweite Kavität die zweite Elastomermasse aus dem zweiten Einspritzkanal zum Bilden der zweiten Elastomerdichtung einbringbar ist.
Die zweite Werkzeughälfte liegt typischerweise an dem ersten Steg an, während die erste Werkzeughälfte in der Regel an dem zweiten Steg der Separatorplatte anliegt. Die anliegenden Bereiche der Werkzeughälften können als Kontaktbereiche der entsprechenden Werkzeughälften bezeichnet werden. Die Kontaktbereiche können als flache oder im Wesentlichen flache, eventuell leicht konkav oder konkav gewölbte Bereiche in den Werkzeughälften ausgestaltet sein. Die Einspritzkanäle der Werkzeughälften sind oftmals nicht direkt gegenüberliegend (nicht überlappend), sondern alternierend in der ersten Werkzeughälfte und der zweiten Werkzeughälfte angeordnet.
Die erste Werkzeugkomponente kann einen ersten Vorsprung aufweisen und die zweite Werkzeugkomponente kann einen zweiten Vorsprung aufweisen, wobei der erste Vorsprung und der zweite Vorsprung einander zugewandt sind. Einander zugewandt heißt hier insbesondere in Verfahrrichtung der Werkzeugkomponenten zugewandt, was auch als in vertikaler Richtung zugewandt bezeichnet werden kann. Die beiden Vorsprünge sind üblicherweise dazu ausgebildet, die metallische Lage während des Einspritzvorganges im Werkzeug festzuklemmen sowie die erste Kavität und/oder die zweite Kavität lokal abzudichten, um ein Überspritzen der Elastomermasse zu verhindern. Der erste Vorsprung kann an die erste Kavität angrenzen, während der zweite Vorsprung an die zweite Kavität angrenzen kann.
Üblicherweise sind die beiden einander zugewandten Vorsprünge der Werkzeugkomponenten dazu ausgebildet, die zwischen den Vorsprüngen angeordnete metallische Lage lokal auszudünnen. Diese lokale Ausdünnung resultiert daraus, dass die Lage zwischen den Werkzeugkomponenten geklemmt wird und zwischen den beiden Werkzeugkomponenten verpresst wird. Ein minimaler Abstand der Vorsprünge in Schließrichtung des Werkzeuges ist oftmals mindestens 10% geringer, als eine Dicke der metallischen Lage.
Merkmale der oben beschriebenen Separatorplatte, insbesondere Formgebung der Separatorplatte, können mit dem Werkzeug kombiniert werden und andersherum, sofern sie sich nicht gegenseitig ausschließen. Das erfindungsgemäße Design von Separatorplatte und Werkzeug sowie Verfahren ist auch geeignet für Anionen-Austausch-Membran-Elektrolyse (AEM), beispielsweise für die Umwandlung von CO₂.
Gemäß einem dritten Aspekt wird ein Verfahren zum Herstellen einer Separatorplatte für einen Elektrolyseur, vorzugsweise der Separatorplatte der zuvor beschriebenen Art, bereitgestellt. Das Verfahren umfasst die Schritte:

- Bereitstellen einer metallischen Lage mit einer ersten Seite und einer zweiten der ersten Seite gegenüberliegenden Seite, wobei die metallische Lage auf ihrer ersten Seite eine kanalförmige erste Nut aufweist, welche einen ersten Steg auf der zweiten Seite der metallischen Lage bildet, wobei die metallische Lage auf ihrer zweiten Seite eine kanalförmige zweite Nut aufweist, welche einen zweiten Steg auf der ersten Seite der metallischen Lage bildet, wobei der zweite Steg an die erste Nut angrenzt und der erste Steg an die zweite Nut angrenzt, sodass die erste Nut und die zweite Nut eine gemeinsame Seitenwand aufweisen,
- Einlegen der metallischen Lage zwischen eine erste Werkzeugkomponente und eine zweite Werkzeugkomponente eines Werkzeuges,
- Schließen des Werkzeuges,
- Ausbilden einer ersten Kavität zwischen der ersten Nut und der ersten Werkzeugkomponente und Ausbilden einer zweiten Kavität zwischen der zweiten Nut und der zweiten Werkzeugkomponente im geschlossenen Zustand des Werkzeuges,
- Einspritzen einer Elastomermasse in die erste Kavität und in die zweite Kavität aus einem in der jeweiligen Werkzeugkomponente befindlichen Einspritzkanal, wobei das Einspritzen in die erste Kavität und das Einspritzen in die zweite Kavität parallel, d.h. gleichzeitig, oder zumindest teilweise parallel erfolgen,
- Bilden der ersten Elastomerdichtung durch Aushärten der ersten Elastomermasse in der ersten Kavität zugehörig zur ersten kanalförmigen Nut und der zweiten Elastomerdichtung durch Aushärten der zweiten Elastomermasse in der zweiten Kavität zugehörig zur zweiten kanalförmigen Nut, wobei die erste Elastomerdichtung von der gemeinsamen Seitenwand beabstandet ist und in diesem Bereich der ersten Nut ausgespart ist.

In einer Ausgestaltung des Verfahrens wird die metallische Lage durch zwei einander zugewandte, im Werkzeug ausgebildete Vorsprünge beispielsweise vertikal derart festgeklemmt, dass die erste Kavität und/oder die zweite Kavität lokal abgedichtet werden, um ein Überspritzen der Elastomermasse zu verhindern. Es kann vorgesehen sein, dass beim Schließen des Werkzeuges die metallische Lage durch die beiden einander zugewandten Vorsprünge lokal ausgedünnt wird.
Die Elastomermasse, beispielsweise die erste Elastomermasse und/oder die zweite Elastomermasse, kann mit einem Einspritzdruck von mindestens 500 bar und/oder höchstens 1000 bar in die jeweilige Kavität gespritzt werden.
Das Verfahren kann insbesondere mittels des zuvor beschriebenen Werkzeuges durchgeführt werden. Merkmale des Verfahrens können mit Merkmalen des Werkzeuges kombiniert werden und andersherum. Dies gilt in analoger Weise auch für Merkmale der Separatorplatte und Merkmale des Verfahrens.
Das hier beschriebene Verfahren ist insbesondere zum Herstellen der oben beschriebenen Separatorplatte geeignet bzw. dazu ausgestaltet. Merkmale, die nur im Zusammenhang mit der Separatorplatte beschrieben wurden, können mit dem Verfahren kombiniert werden und andersherum.
Gemäß einem vierten Aspekt wird ein Elektrolyseur vorgeschlagen. Der Elektrolyseur umfasst eine Vielzahl von gestapelten Separatorplatten der zuvor beschriebenen Art. In einer Ausführungsform ist Wasser das Reaktionsmedium, während Wasserstoff und Sauerstoff die Produktmedien sind.
Ausführungsbeispiele der Separatorplatte, des Werkzeuges, des Verfahrens und des Elektrolyseurs sind in den beigefügten Figuren dargestellt und werden anhand der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

1 schematisch eine Explosionsdarstellung einer Einzelzelle eines Elektrolyseurs mit zwei Separatorplatten;
2 schematisch eine Draufsicht auf eine metallische Lage einer Separatorplatte;
3 schematisch einen Schnitt durch einen Teilbereich einer Separatorplatte gemäß einer Ausführungsform;
4 schematisch einen Schnitt durch einen Teilbereich einer Separatorplatte gemäß einer weiteren Ausführungsform;
5 schematisch einen Schnitt durch einen Teilbereich eines Werkzeugs zur Herstellung der Separatorplatte gemäß der 3;
6 schematisch einen Schnitt durch einen Teilbereich eines Werkzeugs zur Herstellung der Separatorplatte gemäß der 4;
7 schematische einen Schnitt durch einen Teilbereich eines Werkzeugs zur Herstellung einer weiteren Separatorplatte;
8 Detail A aus der 7; und
9 die Ausführungsform der 8 mit eingezeichneten Linien.

Hier und im Folgenden sind in verschiedenen Figuren wiederkehrende Merkmale jeweils mit denselben oder ähnlichen Bezugszeichen bezeichnet.
1 zeigt eine Explosionsansicht einer elektrochemischen Einzelzelle 9, wobei die Einzelzelle 9 Bestandteil eines Elektrolyseurs ist. Elektrolyseure umfassen typischerweise eine Vielzahl gestapelter Einzelzellen 9. Die Einzelzelle 9 umfasst zwei Separatorplatten 1 und 2, zwei Zellrahmen 42 und 44, eine Dichtlage 45 sowie eine Membran-Elektroden-Anordnung 40 mit Mediendiffusionsstrukturen 41 und 43. Die Mediendiffusionsstruktur 43 umfasst beispielsweise Lagen aus Kohlenstoffvlies, während die Mediendiffusionsstruktur 41 Metall, bspw. Titan umfasst. Die Separatorplatte 1 ist hier beispielsweise an der Anodenseite der Einzelzelle 9 angeordnet. Die Separatorplatte 2 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel an der Kathodenseite der Einzelzelle 9 angeordnet. Die einzelnen Lagen werden miteinander zu einer Einzelzelle verpresst. Die einzelnen Lagen weisen jeweils fluchtend übereinander angeordnete Fluiddurchführungen 46, 47, 50 zum Hinein- bzw. Hinausführen von Wasser, Sauerstoff und Wasserstoff sowie Positionierlöcher 48 auf.
Durch eine Projektion des Zellrahmens 44 auf die Separatorplatte 2 wird ein Strömungsfeld der Separatorplatte 2 definiert. Durch eine Projektion des Zellrahmens 42 auf die Separatorplatte 1 wird ein Strömungsfeld 3 der Separatorplatte 1 definiert. Der Zellrahmen 42 weist nicht gezeigte Verteilerkanäle zum Verteilen des eingeführten Wassers auf. Die Durchgangsöffnungen 46, 47 sind in Fluidverbindung mit dem Strömungsfeld 3, damit ein Medium von der Durchgangsöffnung 46 zum Strömungsfeld 3 oder vom Strömungsfeld 3 zur Durchgangsöffnung 47 geleitet werden kann. Bei Anlegen eines Potentials kann im Elektrolyseur Wasserstoff (bzw. Sauerstoff) aus dem zugeleiteten Wasser erzeugt werden. Dieser kann durch die Verteilerkanäle 49 im Zellrahmen 44 ausgeleitet werden. Anschließend kann er durch die Durchgangsöffnungen 50 die Zelle verlassen. Während die in 1 gezeigten Separatorplatten 1 eine runde Außenkontur haben, sind auch andere Formen möglich. Beispielsweise können die Separatorplatten 1, 2 eine rechteckige Außenkontur aufweisen (s. auch 2).
Die Separatorplatten 1, 2 aus der 1 sind beispielhafte Separatorplatten gemäß dem Stand der Technik.
Wie bereits oben angedeutet, kann eine Druckdifferenz zwischen der Umgebung und dem Innern der elektrochemischen Zelle 9 mehr als 20 bar betragen. Oftmals ist der Druck auf der Produktseite, beispielsweise der Wasserstoffseite, bis zu 40 bar, während der Druck auf der Eduktseite, beispielsweise der Wasserseite, lediglich bis zu 2 bar beträgt. Es sind daher Dichtstrukturen vorgesehen, um die einzelnen Bereiche voneinander abzudichten.
Beispielsweise werden Elastomerdichtungen eingesetzt, welche um die abzudichtenden Bereiche, z.B. Strömungsfeld 3 oder Durchgangsöffnungen 46, 47, 50, herum angeordnet sind. Die Elastomerdichtung ist üblicherweise nicht vollflächig, sondern lediglich in den abzudichtenden Bereichen der Separatorplatte vorgesehen.
In der 2 ist schematisch eine Draufsicht auf eine Separatorplatte 1 für einen Elektrolyseur gezeigt. Die Separatorplatte 1 umfasst eine metallische Lage 10, welche zum Beispiel zumindest überwiegend oder vollständig aus Titan oder Edelstahl oder Legierungen davon besteht. Die metallische Lage 10 kann eine Stärke von mindestens 0,1 mm und/oder höchstens 0,8 mm aufweisen. Die Separatorplatte 1 weist ein Strömungsfeld 3 auf, welches ausgebildet ist, das aus den Durchgangsöffnungen 4a zugeführte Wasser möglichst flächig zu verteilen. Hierzu sind im Strömungsfeld 3 optional Kanalstrukturen 6 vorgesehen. Die Durchgangsöffnungen 5 sind zum Abführen von Wasserstoff ausgebildet, wobei auf der gezeigten Seite der Separatorplatte die Fluiddurchgangsöffnungen 5 von einer Elastomerdichtung 7 umgeben sind. Die Elastomerdichtung 7 sorgt dafür, dass einerseits das Wasser nicht austreten kann und andererseits, dass Wasserstoff oder Umgebungsluft nicht eintreten können.
Separatorplatten von Brennstoffzellen sind oftmals zweilagig ausgebildet, sodass jede Lage einzeln bearbeitet, wie geprägt, oberflächenbehandelt, angespritzt, usw. werden kann. Separatorplatten 1, 2 von Elektrolyseuren sind hingegen oftmals einlagig ausgestaltet. Aus diesem Grund müssen Dichtelemente 7 von Separatorplatten in Elektrolyseuren auf beiden Seiten einer Einzellage vorgesehen werden. Außerdem führt die Anordnung von Dichtelementen in einer Separatorplatte eines Elektrolyseurs zu einer Anhäufung von unterschiedlichen Dichtelementen auf engem Raum. Die Dichtelemente werden darüber hinaus wechselseitig angeordnet, um beide Seiten der Separatorplatte abzudichten. Die Separatorplatte zeigt somit bei der Abdichtung der Durchgangsöffnungen bzw. des Strömungsfeldes sowohl durch den geringen Abstand der Dichtelemente als auch durch die wechselseitige Anordnung eine hohe Komplexität.
Für die Herstellung der Elastomerdichtung 7 wird die metallische Lage 10 der Separatorplatte 1 typischerweise in ein Spritzwerkzeug gebracht. Nach Schließen des Werkzeuges wird eine Elastomermasse an die Lage 10 angespritzt, um die Elastomerdichtung 7 zu bilden. Es gestaltet sich mitunter als schwierig, die metallische Lage 10 gleichzeitig auf beiden Seiten mit Elastomermasse anzuspritzen. Die Elastomerfronten laufen auf beiden Seiten der metallischen Lage 10 oftmals unterschiedlich schnell, wodurch ein Kräfteungleichgewicht entstehen kann. Theoretisch kann jede Seite der Separatorplatte 1 einzeln angespritzt werden. Jedoch dauert es lange, bis die Elastomermasse ausgehärtet ist. Es ist also wünschenswert, wenn beide Seiten der metallischen Lage 10 gleichzeitig angespritzt werden können. Außerdem gestaltet es sich manchmal schwierig, die metallische Lage 10 der Separatorplatte 1 bei hohen Einspritzdrücken von typischerweise mindestens 500 bar im Spritzwerkzeug abzudichten.
Die vorliegende Erfindung wurde konzipiert, um diese Probleme zumindest teilweise zu lösen. Die Erfindung wird anhand der Ausführungsbeispiele der 3-9 näher beschrieben.
Die 3 und 4 zeigen jeweils eine Separatorplatte 1 eines Elektrolyseurs mit einer metallischen Lage 10. Üblicherweise ist die metallische Lage 10 ein Metallblech, welches aus Titan und/oder Edelstahl gebildet ist. Die metallische Lage weist typischerweise eine Stärke (Dicke) von mindestens 0,1 mm und/oder höchstens 0,8 mm auf. Die Separatorplatte 1 ist hierbei oftmals als einlagige Platte ausgebildet; es gibt also keine weiteren metallischen Lagen als die gezeigte metallische Lage 10.
Die metallische Lage 10 weist eine erste Seite 11 und eine der ersten Seite 11 gegenüberliegende zweite Seite 21 auf. Weiter umfasst die Separatorplatte 1 eine erste Elastomerdichtung 12, welche in einer kanalförmigen ersten Nut 14 auf der ersten Seite 11 der metallischen Lage 10 angeordnet ist, wobei die erste Nut 14 einen ersten Steg 16 auf der zweiten Seite 21 der metallischen Lage 10 bildet. Zudem weist die Separatorplatte 1 eine zweite Elastomerdichtung 22 auf, welche in einer kanalförmigen zweiten Nut 24 auf der zweiten Seite 21 der metallischen Lage 10 angeordnet ist, wobei die zweite Nut 24 einen zweiten Steg 26 auf der ersten Seite 11 der metallischen Lage 10 bildet.
Der zweite Steg 26 grenzt an die erste Nut 14 und der erste Steg 16 grenzt an die zweite Nut 24, sodass die erste Nut 14 und die zweite Nut 24 eine gemeinsame Seitenwand 20 aufweisen. Die erste Nut 14 weist außerdem eine weitere Seitenwand 15 auf. Somit ist die erste Nut 14 seitlich durch die Seitenwände 15, 20 begrenzt.
Wie in den 3-9 gezeigt, ist die erste Elastomerdichtung 12 von der gemeinsamen Seitenwand 20 beabstandet. Die Elastomerdichtung 12 füllt die Nut 14 also in seitlicher Richtung nicht komplett aus, wodurch ein Bereich der ersten Nut 14 ausgespart ist. Die seitliche Richtung ist in den Figuren durch die x-Richtung gekennzeichnet. Die erste Elastomerdichtung 12 kann an der weiteren Seitenwand 15 anliegen, s. 3-6, oder seitlich von dieser beabstandet sein, vgl. 7. Die Beabstandung wird weiter unten mit Bezug auf die 9 erklärt.
Die zweite Elastomerdichtung 22 liegt in den Ausführungsbeispielen der 3-6 an der gemeinsamen Seitenwand 20 an. Alternativ kann auch die zweite Elastomerdichtung 22 von der gemeinsamen Seitenwand 20 beabstandet sein, vgl. 7 und 8.
Optional kann die Separatorplatte 1 noch eine dritte Elastomerdichtung 32 aufweisen, welche in einer kanalförmigen dritten Nut 34 auf der ersten Seite 11 der metallischen Lage 10 angeordnet ist, wobei die dritte Nut 34 einen dritten Steg 36 auf der zweiten Seite 21 der metallischen Lage 10 bildet.
Es kann vorgesehen sein, dass der dritte Steg 36 auf der zweiten Seite 21 an die zweite Nut 24 angrenzt und der zweite Steg 26 auf der ersten Seite 11 an die dritte Nut 34 angrenzt, sodass die zweite Nut 24 und die dritte Nut 34 eine gemeinsame Seitenwand 30 aufweisen.
Die zweite Elastomerdichtung 22 kann an der gemeinsamen Seitenwand 30 anliegen, vgl. 3, oder von dieser beabstandet sein, vgl. 4. Die dritte Elastomerdichtung 32 kann an der gemeinsamen Seitenwand 30 anliegen, vgl. 4, oder von dieser beabstandet sein, vgl. 3. Es kann auch vorgesehen sein, dass beide Elastomerdichtungen 22, 32 von der gemeinsamen Seitenwand beabstandet sind, vgl. 7. Dort, wo die Elastomerdichtungen 12, 22, 32 von der Seitenwand 20 oder 30 beabstandet sind, bildet sich ein Zwischenraum zwischen der Seitenwand 20, 30 und der entsprechenden Elastomerdichtung 12, 22, 32.
Mindestens eine, mehrere oder alle Elastomerdichtungen 12, 22, 32 können ausgebildet sein, um das Strömungsfeld 3 und/oder die Durchgangsöffnungen 4, 5 der Separatorplatte 1 zumindest bereichsweise abzudichten.
Falls vorgesehen, weist die dritte Nut 34 außerdem oftmals eine weitere Seitenwand 35 auf. Somit ist die dritte Nut 34 seitlich durch die Seitenwände 30, 35 begrenzt. Die zweite Nut 24 ist seitlich durch die Seitenwände 20 und 30 begrenzt. Die dritte Elastomerdichtung 32 kann je nach Ausführungsform von der weiteren Seitenwand 35 beabstandet sein oder an dieser anliegen.
Jede Nut 14, 24, 34 weist außerdem einen Nutboden 17, 27, 37 auf, auf dem sich die jeweilige Elastomerdichtung 12, 22, 32 in Längsrichtung der entsprechenden Nut 14, 24, 34 erstreckt. Weiter weist jeder Steg 16, 26, 36 ein Stegdach 19, 29, 39 auf, welches sich plateauartig erstreckt und in Höhenrichtung, also y-Richtung, senkrecht zu einer Plattenebene die größte Auslenkung des Steges 16, 26, 36 bildet. Das jeweilige Stegdach 19, 29, 39 hat senkrecht zur Längsrichtung einen im Wesentlichen flachen oder leicht konvexen Querschnitt und verläuft in Längsrichtung der Elastomerdichtung 12, 22, 32. Entsprechend erstreckt sich der jeweilige Nutboden 17, 27, 37 flach bzw. im Wesentlichen flach oder leicht konkav zwischen den Seitenwänden 15, 20 bzw. 20, 30 oder 30, 35. Die erste Nut 14 und/oder die zweite Nut 24 und/oder die dritte Nut 34 sind üblicherweise in einem Querschnitt senkrecht zur Längserstreckung im Wesentlichen trapezförmig oder rechteckig.
Es kann vorgesehen sein, dass der Nutboden 17 der ersten Nut 14 in dem Bereich, wo die erste Elastomerdichtung 12 ausgespart ist, eine Anprägung 18 aufweist, welche sich in Längsrichtung der ersten Nut 14 neben der ersten Elastomerdichtung 12 erstreckt. Weiter ist die Separatorplatte 1 in manchen Ausführungsformen derart ausgestaltet, dass ein Stegdach 19 des ersten Steges 16 eine Anprägung 13 aufweist, wobei die Anprägung 13 des Stegdachs 19 und die Anprägung 18 des Nutbodens 17 überlappend angeordnet sind, sodass die metallische Lage 10 im Bereich der überlappenden Anprägungen 13, 18 ausgedünnt ist.
Optional kann in analoger Weise der Nutboden 27 der zweiten Nut 24 in dem Bereich, wo die zweite Elastomerdichtung 22 ausgespart ist, eine Anprägung 28 aufweisen, welche sich in Längsrichtung der zweiten Nut 24 neben der zweiten Elastomerdichtung 22 erstreckt, wobei ein Stegdach 29 des zweiten Steges 26 eine Anprägung 23 aufweist, wobei die Anprägung 23 des Stegdachs 29 und die Anprägung 28 des Nutbodens 27 überlappend angeordnet sind, sodass die metallische Lage 10 im Bereich der überlappenden Anprägungen 23, 28 ausgedünnt ist, vgl. 4.
Optional kann in ähnlicher Weise der Nutboden 37 der dritten Nut 34 in dem Bereich, wo die dritte Elastomerdichtung 32 ausgespart ist, eine Anprägung 38 aufweisen, welche sich in Längsrichtung der dritten Nut 34 neben der dritten Elastomerdichtung 32 erstreckt, wobei ein Stegdach 39 des dritten Steges 36 eine Anprägung 33 aufweist, wobei die Anprägung 33 des Stegdachs 39 und die Anprägung 38 des Nutbodens 37 überlappend angeordnet sind, sodass die metallische Lage 10 im Bereich der überlappenden Anprägungen 33, 38 ausgedünnt ist.
Außerdem kann die metallische Lage 10 neben der Seitenwand 15 und neben der ersten Elastomerdichtung 12 auf beiden Seiten 11, 21 jeweils eine Anprägung 53, 58 aufweisen, welche gegenüberliegend angeordnet sind, sodass auch hier die metallische Lage 10 im Bereich der überlappenden Anprägungen 53, 58 ausgedünnt ist.
Ausgedünnt soll also heißen, dass die Dicke der metallischen Lage 10 in diesem Bereich geringer ist als in anliegenden, nicht angeprägten Bereichen. Die metallische Lage 10 kann dort zum Beispiel minimal 10% und/oder höchstens 30% dünner sein, als die anliegenden Bereiche. Beispielsweise kann das Metallblech im ausgedünnten Bereich nominal 40 µm dünner sein. Die in dieser Schrift genannten Anprägungen können auch als lokale Vertiefungen in der metallischen Lage 10 aufgefasst werden, wobei gegenüberliegende bzw. überlappende Vertiefungen die Verdünnung der metallischen Lage 10 bilden.
Generell können bei einer Abfolge von N Elastomerdichtungen also mindestens N + 1 ausgedünnte Bereiche in der metallischen Lage 10 vorhanden sein, welche sich neben den Elastomerdichtungen und entlang ihrer Längsrichtungen erstrecken. Bei den Ausführungsformen der 3, 4 mit N = 3 Elastomerdichtungen gibt es also 4 ausgedünnte Bereiche der metallischen Lage 10.
Die in die Separatorplatte 1 eingeformten Nuten 14, 24, 34 und Stege 16, 26, 36 sind vorzugsweise durch Prägen, Hydroformen und/oder Tiefziehen gebildet, insbesondere vor dem Ausbilden der Elastomerdichtungen 12, 22, 32, und sind daher üblicherweise integrale Bestandteile der metallischen Lage 10.
Die erste Elastomerdichtung 12 und/oder die zweite Elastomerdichtung 22 und/oder die dritte Elastomerdichtung 32 können aus Fluorkautschuk, FKM, und/oder Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuken, EPDM und/oder einem Silikon gebildet sein. Die Materialien der Elastomerdichtungen 12, 22, 32 können sich voneinander unterscheiden oder gleich sein. Es kann auch vorkommen, dass die auf der ersten Seite 11 der metallischen Lage 10 angeordneten Elastomerdichtungen 12, 32 aus dem gleichen Material gebildet sind, aber sich von dem Material der auf der zweiten Seite 21 der metallischen Lage 10 angeordneten Elastomerdichtung 22 unterscheiden.
Wie in den 3, 4, 5, 7 und 8 gezeigt, weisen die Elastomerdichtungen 12, 22, 32 oftmals mindestens eine Dichtlippe 61, 62, 63, vorzugsweise zwei Dichtlippen 61, 62, 63, auf, welche sich in Längsrichtung der Elastomerdichtung 12, 22, 32 erstreckt. Die jeweilige Dichtlippe 61, 62, 63 kann einen Überstand zum benachbarten Steg 16, 26, 36 aufweisen, sodass die Dichtlippe 61, 62, 63 aus der Nut 14, 24, 34 herausragt. Optional kann angrenzend an die Dichtlippe eine Vertiefung 71, 72, 73 in der Elastomerdichtung 12, 22, 32 ausgebildet sein, welche sich seitlich neben der Dichtlippe 61, 62, 63 erstreckt. Es können auch an beiden Seiten der Dichtlippe 61, 62, 63 Vertiefungen in der Elastomerdichtung 12, 22, 32 ausgeformt sein, vgl. zum Beispiel Dichtlippen 62 der zweiten Elastomerdichtung 22 mit Vertiefungen 72 in der 3.
Manche Merkmale der Separatorplatte 1 ergeben sich direkt aus der Herstellungsweise in einem Spritzwerkzeug. Dies wird nachstehend weiter erläutert.
In den 5 und 6 ist ein Teilbereich eines Werkzeugs 100 zum Herstellen der Separatorplatte 1 gezeigt. Das Werkzeug 100 weist eine erste Werkzeugkomponente 120 mit einem ersten Einspritzkanal 125 zum Zuführen einer ersten Elastomermasse auf. Außerdem weist das Werkzeug eine zweite Werkzeugkomponente 140 mit einem zweiten Einspritzkanal 145 zum Zuführen einer zweiten Elastomermasse auf. Optional weist die erste Werkzeugkomponente 120 einen dritten Einspritzkanal 165 zum Zuführen einer dritten Elastomermasse auf. Die Erfindung ist nicht auf drei Einspritzkanäle beschränkt; vielmehr können noch weitere Einspritzkanäle vorgesehen sein. Oftmals sind aber in einem Bereich der einen Werkzeughälfte, der mit einem Bereich der anderen Werkzeughälfte in einer Richtung quer zur Schließrichtung des Werkzeuges überlappt, keine Einspritzkanäle angeordnet, wobei in dem überlappenden Bereich der anderen Werkzeughälfte sich ein Einspritzkanal befindet. Die Einspritzkanäle 125, 145, 165 sind also vorzugsweise nicht direkt gegenüberliegend (nicht überlappend), sondern alternierend in der ersten Werkzeughälfte und der zweiten Werkzeughälfte angeordnet.
Von den Werkzeugkomponenten 120, 140 ist zumindest eine Werkzeugkomponente relativ zur anderen Werkzeugkomponente verfahrbar. Die Werkzeugkomponenten 120, 140 sind in einem geöffneten Zustand zum Aufnehmen der metallischen Lage 10 und in einem geschlossenen Zustand zum beidseitigen Anspritzen der metallischen Lage 10 ausgebildet. Vor dem Aufnehmen weist die metallische Lage 10 in der Regel bereits die Nuten 14, 24, 34 und die Stege 16, 26, 36 auf. Die metallische Lage 10 ist also in der Regel bereits vorgeformt bzw. vorgeprägt, wenn sie in das Werkzeug 100 platziert wird. Allerdings werden die Anprägungen 13, 18, 23, 28, 33, 38, 53, 58 der metallischen Lage 10 in dem Werkzeug 100 erzeugt, s. unten.
Die Werkzeugkomponenten 120, 140 sind derart ausgebildet, dass im geschlossenen Zustand des Werkzeuges 100 eine erste Kavität 130 zwischen der ersten Werkzeugkomponente 120 und der ersten Nut 14 und eine zweite Kavität 150 zwischen der zweiten Werkzeugkomponente 140 und der zweiten Nut 24 gebildet werden. Die erste Elastomermasse aus dem ersten Einspritzkanal 125 wird in die erste Kavität 130 zum Bilden der ersten Elastomerdichtung 12 eingebracht. Weiter wird die zweite Elastomermasse aus dem zweiten Einspritzkanal 145 in die zweite Kavität 150 zum Bilden der zweiten Elastomerdichtung 22 eingebracht. Außerdem wird die dritte Elastomermasse aus dem dritten Einspritzkanal 165 in die dritte Kavität 170 zum Bilden der dritten Elastomerdichtung 32 eingebracht. Hierbei sei angemerkt, dass die erste Elastomermasse, die zweite Elastomermasse und die dritte Elastomermasse gleich oder unterschiedlich sein können, je nach Bedarf und Verwendung der Separatorplatte 1. Die Einspritzkanäle 125, 145, 165 sind ausgebildet, die jeweiligen Elastomermassen unter einem Druck von mindestens 500 bar oder höchstens 1000 bar, vorzugsweise etwa 800 bar, in die entsprechende Kavität 130, 150, 170 zu spritzen.
Die flachen oder leicht gewölbten Stegdächer 19, 29, 39 liegen an flachen bzw. entsprechend leicht gewölbten Flächen in den Werkzeughälften 120, 140 an. Weiter können je nach Form der Elastomerdichtung 12, 22, 32, wie Dichtlippen 61, 62, 63 oder Vertiefungen 71, 72, 73, die Werkzeughälften 120, 140 bzw. die Kavitäten 130, 150, 170 der Werkzeughälften 120, 140 entsprechende komplementäre Ausformungen aufweisen.
Die erste Werkzeugkomponente 120 kann einen ersten Vorsprung 118 aufweisen und die zweite Werkzeugkomponente 140 kann einen zweiten Vorsprung 113 aufweisen. Der Vorsprung 118 und der Vorsprung 113 sind einander in Schließrichtung des Werkzeuges 100 zugewandt und sind ausgebildet, die metallische Lage 10 während des Einspritzvorganges im Werkzeug 100 festzuklemmen. Durch das Festklemmen der metallischen Lage 10 zwischen den beiden Vorsprüngen 113, 118 können die erste Kavität 130 und/oder die zweite Kavität 150 lokal abgedichtet werden, um ein Überspritzen der ersten und/oder zweiten Elastomermasse zu verhindern. Bedingt durch den Anpressdruck des Werkzeuges 100 erzeugen die Vorsprünge 118, 113 die Anprägungen 13 und 18 in der metallischen Lage 10. Der erste Vorsprung 118 kann zum Beispiel an die erste Kavität 130 und den Nutboden 17 der metallischen Lage 10 angrenzen, während der zweite Vorsprung 113 beispielsweise an die zweite Kavität 150 und an das Stegdach 19 angrenzt.
Optional kann die erste Werkzeugkomponente 120 einen Vorsprung 153 aufweisen und die zweite Werkzeugkomponente 140 kann einen Vorsprung 158 aufweisen. Der Vorsprung 153 und der Vorsprung 158 sind einander in Schließrichtung des Werkzeuges 100 zugewandt und sind ausgebildet, die metallische Lage 10 während des Einspritzvorganges im Werkzeug 100 festzuklemmen. Durch das Festklemmen der metallischen Lage kann die erste Kavität 130 lokal abgedichtet werden, um ein Überspritzen der Elastomermasse zu verhindern oder zumindest zu reduzieren. Bedingt durch den Anpressdruck des Werkzeuges 100 erzeugen die Vorsprünge 153, 158 die Anprägungen 53 und 58 in der metallischen Lage 10. Der Vorsprung 153 kann an die erste Kavität 130 angrenzen und erstreckt sich seitlich neben der ersten Nut 14.
Die erste Werkzeugkomponente 120 kann außerdem einen Vorsprung 138 aufweisen und die zweite Werkzeugkomponente 140 kann einen Vorsprung 133 aufweisen. Der Vorsprung 138 und der Vorsprung 133 sind einander in Schließrichtung des Werkzeuges 100 zugewandt und sind ausgebildet, die metallische Lage 10 während des Einspritzvorganges im Werkzeug 100 festzuklemmen. Durch das Festklemmen der metallischen Lage 10 können die dritte Kavität 170 und/oder die zweite Kavität 150 lokal abgedichtet werden, um ein Überspritzen der Elastomermasse zu verhindern. Bedingt durch den Anpressdruck des Werkzeuges 100 erzeugen die Vorsprünge 138, 133 die Anprägungen 33 und 38 in der metallischen Lage 10. Der Vorsprung 138 kann an die dritte Kavität 170 angrenzen und an dem Nutboden 37 anliegen. Der Vorsprung 133 kann an die zweite Kavität 150 angrenzen und an dem Stegdach 39 anliegen.
Optional kann die erste Werkzeugkomponente 120 einen Vorsprung 188 aufweisen und die zweite Werkzeugkomponente 140 kann einen Vorsprung 183 aufweisen. Der Vorsprung 183 und der Vorsprung 188 sind einander in Schließrichtung des Werkzeuges 100 zugewandt und sind ausgebildet, die metallische Lage 10 während des Einspritzvorganges im Werkzeug 100 festzuklemmen. Durch das Festklemmen der metallischen Lage 10 kann die dritte Kavität 170 lokal abgedichtet werden, um ein Überspritzen der Elastomermasse in dem Bereich zu verhindern. Bedingt durch den Anpressdruck des Werkzeuges 100 erzeugen die Vorsprünge 183, 188 die Anprägungen 83 und 88 in der metallischen Lage 10. Der Vorsprung 188 kann an die dritte Kavität 170 angrenzen und an dem Nutboden 37 anliegen. Der Vorsprung 183 kann an dem Stegdach 39 anliegen.
Die Vorsprünge 113, 118, die Vorsprünge 133, 138, die Vorsprünge 153, 158 und die Vorsprünge 183, 188 bilden jeweils ein Vorsprungspaar. Jedes Vorsprungspaar dichtet somit mindestens eine Kavität 130, 150 oder 170 im Werkzeug 100 von einer Seite ab und kann hierbei eine Ausdünnung in der metallischen Lage 10 bewirken. Bestimmte Vorsprungspaare können hierbei für die gleichzeitige Abdichtung von zwei Kavitäten ausgebildet sein, vgl. Vorsprungspaar 133-138 und Vorsprungspaar 113-118, welche zwischen den abzudichtenen Kavitäten angeordnet sind.
Je nachdem, wo sich die Vorsprünge im Werkzeug befinden, wird die resultierende Elastomerdichtung 12, 22, 32 an der Seitenwand 15, 20, 30, 35 der Nut 14, 24, 34 anliegen oder von der Seitenwand 15, 20, 30, 35 der Nut 14, 24, 34 beabstandet sein. Entsprechend können die Anprägungen 13, 18, 23, 28, 33, 38, 53, 58 im Nutboden der Nut oder im Stegdach des Steges gebildet werden.
In der 7 ist eine weitere Ausführungsform eines Werkzeuges 100 und einer Separatorplatte 1 vor dem Anspritzen der metallischen Lage 10 gezeigt. Um unnötige Wiederholungen zu vermeiden, soll hier lediglich auf das Detail A in der 7 eingegangen werden, welches in der 8 vergrößert dargestellt ist.
Im Detail A der 8 sind Vorsprünge 91, 92, 93, 94 zu erkennen. Die Vorsprünge 91 und 92 sowie die Vorsprünge 93 und 94 sind hierbei gegenüberliegend angeordnet und arbeiten zusammen, um die dazwischenliegende metallische Lage 1 im Werkzeug 100 festzuhalten bzw. die Kavitäten 130, 150 abzudichten. Somit wird jede der in 7, 8 gezeigten Kavitäten 130, 150, 170 beidseitig durch das Anpressen der metallischen Lage 1 durch Vorsprungspaare 91-92 bzw. 93-94 abgedichtet. Hierdurch können die Kavitäten 130, 150, 170 besonders gut abgedichtet werden. Die resultierende Separatorplatte 1 weist Elastomerdichtungen 12, 22, 32 auf, welche jeweils von beiden Seitenwänden der entsprechenden Nuten 14, 24, 34 beabstandet sind. Insgesamt gibt es hier also 2 * N Vorsprungspaare im Werkzeug für N Elastomerdichtungen, nämlich zwei Vorsprungspaare pro Kavität 130, 150, 170 bzw. pro Elastomerdichtung 12, 22, 32. Dies resultiert in 2 * N ausgedünnten Bereichen in der metallischen Lage. Hier dichtet jedes Vorsprungspaar also eine Kavität im Werkzeug 100 von einer Seite ab.
Insgesamt sind also mindestens N + 1 und/oder höchstens 2 * N Vorsprungspaare im Werkzeug 100 vorgesehen, wobei N die Anzahl der Elastomerdichtungen 12, 22, 32 bzw. die Anzahl der Kavitäten im Werkzeug 100 beschreibt.
Die in den 3-8 gezeigten Vorsprünge jedes Vorsprungspaares weisen vorzugsweise einen minimalen Abstand in vertikaler Richtung - also in y-Richtung bzw. Schließrichtung des Werkzeuges 100 - auf, welcher um mindestens 10% geringer ist, als die Dicke der metallischen Lage 10.
Die 9 zeigt die Ausführungsform der 8, wobei verschiedene Linien einzeichnet sind. Zum einen ist eine Tangente 180 von einem Eckradius des abgerundeten Vorsprunges 91 gezeichnet. Die Tangente 180 berührt den Vorsprung 91 dort, wo ein konkaver Bereich des Vorsprungs 91 in einen konvexen Bereich übergeht, also wo die Funktion der zweiten Ableitung einen Vorzeichenwechsel aufweist. Weiter ist eine Verlängerung der flachen Oberkante des Vorsprunges 91 als Linie 181 gezeigt. Diese Linie 181 kann auch als Verlängerung der Plattenoberkante der Lage 10 bezeichnet werden. Die Linien 180, 181 schneiden sich in einem Schnittpunkt 182. Der Abstand 183 von diesem Schnittpunkt 182 bis zum Beginn des Elastomers 130 ist ein Maß für den minimalen Abstand zwischen dem Elastomer 130 und der Seitenwand 20. Der Abstand kann zum Beispiel mindestens 0,2 mm und/oder höchstens 0,5 mm betragen. Bei einer Stärke in einem ungeprägten Bereich der metallischen Lage 10 von 0,2 mm kann dieser Abstand zum Beispiel etwa 0,5 mm betragen. Dieser Abstand 183 kann für genau eine, mindestens eine, eine Vielzahl oder jedes der gezeigten Elastomer/Seitenwand-Paarungen gelten.
Mit dem vorstehend beschriebenen Werkzeug 100 lässt sich ein Verfahren mit den folgenden Schritten durchführen:

- Bereitstellen einer metallischen Lage 10 mit einer ersten Seite 11 und einer zweiten der ersten Seite 11 gegenüberliegenden Seite 21, wobei die metallische Lage 10 auf ihrer ersten Seite 11 eine kanalförmige erste Nut 14 aufweist, welche einen ersten Steg 16 auf der zweiten Seite 21 der metallischen Lage 10 bildet, wobei die metallische Lage 10 auf ihrer zweiten Seite 21 eine kanalförmige zweite Nut 24 aufweist, welche einen zweiten Steg 26 auf der ersten Seite 11 der metallischen Lage 10 bildet, wobei der zweite Steg 26 an die erste Nut 14 angrenzt und der erste Steg 16 an die zweite Nut 24 angrenzt, sodass die erste Nut 14 und die zweite Nut 24 eine gemeinsame Seitenwand 20 aufweisen,
- Einlegen der metallischen Lage 10 zwischen eine erste Werkzeugkomponente 120 und eine zweite Werkzeugkomponente 140 eines Werkzeuges 100,
- Schließen des Werkzeuges 100,
- Ausbilden einer ersten Kavität 130 zwischen der ersten Nut 14 und der ersten Werkzeugkomponente 120 und Ausbilden einer zweiten Kavität 150 zwischen der zweiten Nut 24 und der zweiten Werkzeugkomponente 140 im geschlossenen Zustand des Werkzeuges,
- Einspritzen einer ersten Elastomermasse in die erste Kavität 130 und einer zweiten Elastomermasse in die zweite Kavität 150 aus einem in der jeweiligen Werkzeugkomponente 120, 140 befindlichen Einspritzkanal 125, 145, wobei das Einspritzen der ersten Elastomermasse in die erste Kavität 130 und das Einspritzen der zweiten Elastomermasse in die zweite Kavität 150 parallel - also gleichzeitig - oder zumindest teilweise parallel erfolgen,
- Bilden der ersten Elastomerdichtung 12 durch Aushärten der ersten Elastomermasse in der ersten Kavität 130 zugehörig zur ersten kanalförmigen Nut 14 und der zweiten Elastomerdichtung 22 durch Aushärten der zweiten Elastomermasse in der zweiten Kavität 150 zugehörig zur zweiten kanalförmigen Nut 24, wobei die erste Elastomerdichtung 12 von der gemeinsamen Seitenwand 20 beabstandet ist und in diesem Bereich der ersten Nut 14 ausgespart ist.

Beim Schließen des Werkzeuges 100 wird die metallische Lage 10 durch zwei einander zugewandte, im Werkzeug 100 ausgebildete Vorsprünge derart festgeklemmt, dass die erste Kavität 130 und/oder die zweite Kavität 150 lokal abgedichtet werden, um ein Überspritzen der Elastomermasse aus der Kavität 130, 150 zu verhindern bzw. zu reduzieren. Typischerweise wird die metallische Lage 10 beim Schließen des Werkzeuges 100 durch die beiden einander zugewandten Vorsprünge lokal ausgedünnt.
Für die Herstellung der dritten Elastomerdichtung 32 wird entsprechend auf die obigen Ausführungen zum Werkzeug 100 verwiesen.
Es sei im Übrigen erwähnt, dass Merkmale der in den 1 und 2 gezeigten Separatorplatten 1, 2 mit den Merkmalen der in den 3-8 gezeigten Separatorplatten kombiniert werden können, sofern die Merkmale sich nicht ausschließen.
Bezugszeichenliste:

1: Separatorplatte
2: Separatorplatte
3: Strömungsfeld
4a, 4b: Fluiddurchgangsöffnung
5: Fluiddurchgangsöffnung
6: Kanalstrukturen
7: Elastomerdichtung
9: elektrochemische Zelle
10: metallische Lage
11: erste Flachseite
12: erste Elastomerdichtung
13: Anprägung
14: erste Nut
15: Seitenwand
16: erster Steg
17: Nutboden
18: Anprägung
19: Stegdach
20: gemeinsame Seitenwand
21: zweite Flachseite
22: zweite Elastomerdichtung
23: Anprägung
24: zweite Nut
26: zweiter Steg
27: Nutboden
28: Anprägung
29: Stegdach
30: gemeinsame Seitenwand
32: dritte Elastomerdichtung
33: Anprägung
34: dritte Nut
35: Seitenwand
36: dritter Steg
37: Nutboden
38: Anprägung
39: Stegdach
40: Membran-Elektroden-Anordnung
41: Mediendiffusionsstruktur
42: Zellrahmen
43: Mediendiffusionsstruktur
44: Zellrahmen
45: Dichtlage
46: Fluiddurchgangsöffnung
47: Fluiddurchgangsöffnung
48: Positionierloch
49: Verteilerkanäle Wasserstoff
50: Durchgangsöffnungen Wasserstoff
53: Anprägung
58: Anprägung
61: Dichtlippe
62: Dichtlippe
63: Dichtlippe
71: Vertiefung
72: Vertiefung
73: Vertiefung
83: Anprägung
88: Anprägung
91: Vorsprung
92: Vorsprung
93: Vorsprung
94: Vorsprung
100: Werkzeug
113: Vorsprung
118: Vorsprung
120: erste Werkzeugkomponente
123: Vorsprung
125: erster Einspritzkanal
128: Vorsprung
130: erste Kavität
133: Vorsprung
138: Vorsprung
140: zweite Werkzeugkomponente
145: zweiter Einspritzkanal
150: zweite Kavität
153: Vorsprung
158: Vorsprung
165: dritter Einspritzkanal
170: dritte Kavität
180: Tangente von Eckradius
181: Verlängerung der Plattenoberkante
182: Schnittpunkt der Linien 180, 181
183: Beabstandung

Claims

Separatorplatte (1) für einen Elektrolyseur, umfassend - eine metallische Lage (10) mit einer ersten Seite (11) und einer der ersten Seite (11) gegenüberliegenden zweiten Seite (21), - eine erste Elastomerdichtung (12), welche in einer kanalförmigen ersten Nut (14) auf der ersten Seite (11) der metallischen Lage (10) angeordnet ist, wobei die erste Nut (14) einen ersten Steg (16) auf der zweiten Seite (21) der metallischen Lage (10) bildet, - eine zweite Elastomerdichtung (22), welche in einer kanalförmigen zweiten Nut (24) auf der zweiten Seite (21) der metallischen Lage (10) angeordnet ist, wobei die zweite Nut (24) einen zweiten Steg (26) auf der ersten Seite (11) der metallischen Lage (10) bildet, wobei der zweite Steg (26) an die erste Nut (14) angrenzt und der erste Steg (16) an die zweite Nut (24) angrenzt, sodass die erste Nut (14) und die zweite Nut (24) eine gemeinsame Seitenwand (20) aufweisen, wobei die erste Elastomerdichtung (12) von der gemeinsamen Seitenwand (20) beabstandet ist und in diesem Bereich der ersten Nut (14) ausgespart ist.
Separatorplatte (1) nach Anspruch 1, wobei der Nutboden (17) der ersten Nut (14) in dem Bereich, wo die erste Elastomerdichtung (12) ausgespart ist, eine Anprägung (18) aufweist, welche sich in Längsrichtung der ersten Nut (14) neben der ersten Elastomerdichtung (12) erstreckt.
Separatorplatte (1) nach Anspruch 2, wobei ein Stegdach (19) des ersten Steges (16) eine Anprägung (13) aufweist, wobei die Anprägung (13) des Stegdachs (19) und die Anprägung (18) des Nutbodens (17) überlappend angeordnet sind, sodass die metallische Lage (10) im Bereich der überlappenden Anprägungen (13, 18) ausgedünnt ist.
Separatorplatte (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die zweite Elastomerdichtung (22) von der gemeinsamen Seitenwand (20) beabstandet und in diesem Bereich der zweiten Nut (24) ausgespart ist oder wobei die zweite Elastomerdichtung (22) an der gemeinsamen Seitenwand (20) anliegt.
Separatorplatte (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die erste Nut (14) durch eine weitere Seitenwand (15) begrenzt ist, wobei die erste Elastomerdichtung (12) an der weiteren Seitenwand (15) anliegt oder wobei die erste Elastomerdichtung (12) von der weiteren Seitenwand (15) beabstandet ist und in diesem Bereich ausgespart ist.
Separatorplatte (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei zumindest eine der beiden Elastomerdichtungen (12, 22) mindestens eine Dichtlippe (61, 62), vorzugsweise zwei Dichtlippen (61, 62), aufweist, welche sich in Längsrichtung der Elastomerdichtung (12, 22) erstreckt und einen Überstand zum benachbarten Steg aufweist, wobei angrenzend an die Dichtlippe eine Vertiefung (71, 72) in der Elastomerdichtung (12, 22) ausgebildet ist, welche sich seitlich neben der Dichtlippe (61, 62) erstreckt.
Separatorplatte (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die erste Nut (14) und/oder die zweite Nut (24) in einem Querschnitt senkrecht zur Längserstreckung im Wesentlichen trapezförmig oder rechteckig sind.
Separatorplatte (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die erste Elastomerdichtung (12) sich in Längsrichtung der ersten Nut (14) auf einem Nutboden (17) der ersten Nut (14) erstreckt und/oder wobei die zweite Elastomerdichtung (22) sich in Längsrichtung der zweiten Nut (24) auf einem Nutboden (27) der zweiten Nut (24) erstreckt.
Separatorplatte (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, umfassend - eine dritte Elastomerdichtung (32), welche in einer kanalförmigen dritten Nut (34) auf der ersten Seite (11) der metallischen Lage (10) angeordnet ist, wobei die dritte Nut (34) einen dritten Steg (36) auf der zweiten Seite (21) der metallischen Lage (10) bildet, wobei der dritte Steg (36) auf der zweiten Seite (21) an die zweite Nut (24) angrenzt und der zweite Steg (26) auf der ersten Seite (11) an die dritte Nut (34) angrenzt, sodass die zweite Nut (24) und die dritte Nut (34) eine gemeinsame Seitenwand (30) aufweisen, wobei die dritte Elastomerdichtung (32) von der gemeinsamen Seitenwand (30) beabstandet und in diesem Bereich ausgespart ist.
Separatorplatte (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Separatorplatte (1) als einlagige Platte ausgebildet ist, und die metallische Lage (10) aus Titan und/oder Edelstahl gebildet ist und/oder eine Stärke von mindestens 0,1 mm und/oder höchstens 0,8 mm aufweist.
Separatorplatte (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die erste Elastomerdichtung (12) und/oder die zweite Elastomerdichtung (22) und/oder die dritte Elastomerdichtung (32) aus Fluorkautschuk, FKM, und/oder Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuken, EPDM und/oder einem Silikon gebildet ist.
Separatorplatte (1) nach einem der vorangegangen Ansprüche, wobei die erste Elastomerdichtung (12) und/oder die zweite Elastomerdichtung (22) und/oder die dritte Elastomerdichtung (32) an die metallische Lage (10) angespritzt sind.
Separatorplatte (1) nach einem der Ansprüche9-12, wobei der Nutboden (37) der dritten Nut (34) in dem Bereich, wo die dritte Elastomerdichtung (32) ausgespart ist, eine Anprägung (38) aufweist, welche sich in Längsrichtung der dritten Nut (34) neben der dritten Elastomerdichtung (32) erstreckt, wobei ein Stegdach (39) des dritten Steges (36) eine Anprägung (33) aufweist, wobei die Anprägung (33) des Stegdachs (39) und die Anprägung (38) des Nutbodens (37) überlappend angeordnet sind, sodass die metallische Lage (10) im Bereich der überlappenden Anprägungen (33, 38) ausgedünnt ist.
Werkzeug (100) zum Herstellen der Separatorplatte (1) nach einem der Ansprüche 1-13 und/oder zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 17-19, umfassend: - eine erste Werkzeugkomponente (120) mit einem ersten Einspritzkanal (125) zum Zuführen einer ersten Elastomermasse, - eine zweite Werkzeugkomponente (140) mit einem zweiten Einspritzkanal (145) zum Zuführen einer zweiten Elastomermasse, wobei von den Werkzeugkomponenten (120, 140) zumindest eine Werkzeugkomponente relativ zur anderen Werkzeugkomponente verfahrbar ist und die Werkzeugkomponenten (120, 140) in einem geöffneten Zustand zum Aufnehmen der metallischen Lage (10) und in einem geschlossenen Zustand zum beidseitigen Anspritzen der metallischen Lage (10) ausgebildet sind, wobei die Werkzeugkomponenten (120, 140) derart ausgebildet sind, dass im geschlossenen Zustand eine erste Kavität (130) zwischen der ersten Werkzeugkomponente (120) und der ersten Nut (14) und eine zweite Kavität (150) zwischen der zweiten Werkzeugkomponente (140) und der zweiten Nut (24) gebildet sind, wobei in die erste Kavität (130) die erste Elastomermasse aus dem ersten Einspritzkanal (125) zum Bilden der ersten Elastomerdichtung (12) einbringbar ist und in die zweite Kavität (150) die zweite Elastomermasse aus dem zweiten Einspritzkanal (145) zum Bilden der zweiten Elastomerdichtung (22) einbringbar ist.
Werkzeug (100) nach dem vorstehenden Anspruch, wobei die erste Werkzeugkomponente (120) einen ersten Vorsprung aufweist und die zweite Werkzeugkomponente (140) einen zweiten Vorsprung aufweist, wobei der erste Vorsprung und der zweite Vorsprung einander zugewandt sind und ausgebildet sind, die metallische Lage (10) während des Einspritzvorganges im Werkzeug (100) festzuklemmen sowie die erste Kavität (130) und/oder die zweite Kavität (150) lokal abzudichten, um ein Überspritzen der Elastomermasse zu verhindern.
Werkzeug (100) nach dem vorangegangenen Anspruch, wobei die beiden einander zugewandten Vorsprünge der Werkzeugkomponenten (120, 140) ausgebildet sind, die zwischen den Vorsprüngen angeordnete metallische Lage (10) lokal auszudünnen, wobei ein minimaler Abstand der Vorsprünge in Schließrichtung des Werkzeuges mindestens 10% geringer ist, als eine Dicke der metallischen Lage (1).
Verfahren zum Herstellen einer Separatorplatte (1) für einen Elektrolyseur, vorzugsweise einer Separatorplatte (1) nach einem der Ansprüche 1-13, umfassend die Schritte: - Bereitstellen einer metallischen Lage (10) mit einer ersten Seite (11) und einer zweiten der ersten Seite (11) gegenüberliegenden Seite (21), wobei die metallische Lage (10) auf ihrer ersten Seite (11) eine kanalförmige erste Nut (14) aufweist, welche einen ersten Steg (16) auf der zweiten Seite (21) der metallischen Lage (10) bildet, wobei die metallische Lage (10) auf ihrer zweiten Seite (21) eine kanalförmige zweite Nut (24) aufweist, welche einen zweiten Steg (26) auf der ersten Seite (11) der metallischen Lage (10) bildet, wobei der zweite Steg (26) an die erste Nut (14) angrenzt und der erste Steg (16) an die zweite Nut (24) angrenzt, sodass die erste Nut (14) und die zweite Nut (24) eine gemeinsame Seitenwand aufweisen, - Einlegen der metallischen Lage (10) zwischen eine erste Werkzeugkomponente (120) und eine zweite Werkzeugkomponente (140) eines Werkzeuges (100), - Schließen des Werkzeuges (100), - Ausbilden einer ersten Kavität (130) zwischen der ersten Nut (14) und der ersten Werkzeugkomponente (120) und Ausbilden einer zweiten Kavität (150) zwischen der zweiten Nut (24) und der zweiten Werkzeugkomponente (140) im geschlossenen Zustand des Werkzeuges (100), - Einspritzen einer Elastomermasse in die erste Kavität (130) und in die zweite Kavität (150) aus einem in der jeweiligen Werkzeugkomponente befindlichen Einspritzkanal, wobei das Einspritzen in die erste Kavität (130) und das Einspritzen in die zweite Kavität (150) parallel oder zumindest teilweise parallel erfolgen, - Bilden der ersten Elastomerdichtung (12) durch Aushärten der ersten Elastomermasse in der ersten Kavität zugehörig zur ersten kanalförmigen Nut (14) und der zweiten Elastomerdichtung (22) durch Aushärten der zweiten Elastomermasse in der zweiten Kavität zugehörig zur zweiten kanalförmigen Nut (24), wobei die erste Elastomerdichtung (12) von der gemeinsamen Seitenwand (20) beabstandet ist und in diesem Bereich der ersten Nut (14) ausgespart ist.
Verfahren nach dem vorstehenden Anspruch, wobei die metallische Lage (10) durch zwei einander zugewandte, im Werkzeug ausgebildete Vorsprünge derart festgeklemmt wird, dass die erste Kavität (130) und/oder die zweite Kavität (150) lokal abgedichtet werden, um ein Überspritzen der Elastomermasse zu verhindern.
Verfahren nach dem vorstehenden Anspruch, wobei beim Schließen des Werkzeuges (100) die metallische Lage (10) durch die beiden einander zugewandten Vorsprünge lokal ausgedünnt wird.
Elektrolyseur, umfassend eine Vielzahl von gestapelten Separatorplatten (1, 2) nach einem der Ansprüche 1-13.