DE1671728A1 - Bauelement fuer Brennstoffzellen - Google Patents

Description

• Bauelement für Brennstoffzellen Die Erfindung bezieht sich auf eine Brennstoffzelle mit einem einteiligen, aus einem elektrisch-isolierenden Stoff bestehenden Elektrodenhalter, durch den sowohl die Zu- und Ableitungen des Sauerstoffs, des Brennstoffs, des Elektrolyten und deren Reaktions- und Rückstandsprodukte, als auch die Durchführungen für die Elektrodenanschlußleitungen und Durchgangslöcher für die zum Zusammenspannen mehrerer Elektrodenhalter üblichen Zuganker führen. Bekannte Brennstoffzellen mit einzeln aneinandergereihten, in getrennte: Llektrodenhalter eingesetzten Elektroden und elektrischisolierenden abstandhaltenden Dichtungen, z.B. sogenannten 0-Ringen, die durch Zuganker zusammengespannt sind, sind mit hohen Stoff-und Montagekosten belastet. Das gleiche gilt für Brennstoffzellen, deren Elektroden einzeln mit angespritzten, angepreßten, angegossenen, angeklebten oder angesinterten Kunststoff-Randteilen versehen sind. Die für derartige Brennstoffzellen verwendeten Elektrodenhalter haben zudem noch den Nachteil, daß im Betrieb bei auftretenden Temperaturschwankungen wegen der unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten der zu ihrer Herstellung verwendeten Stoffe mechanische Spannungen in ihnen entstehen oder daß sie sich wegen des durch die Zuganker erzeugten Kaltflusses verformen.
• Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Llektrodenhalter für Brennstoffzellen zu schaffen, der einen einfachen und billigen Einbau der Elektroden gestattet und den auftretenden Betriebsbedingüngen wartungsarm standhält.
• Gemäß der Erfindung umspannt ein derartiger Elektrodenhalter eine Mehrzahl von durch Lappen oder Schultern an der Innenseite des Halters in der gewünschten Lage gehaltene Elektroden und Zellent rennw; ende .
• Eine besonders günstige Wirkung erzielt man, wenn der Elektrodenhalter aus einem Natur- oder Synthetik-Kautschuk mit einer Shore-A-Härte von 50 bis 95 hergestellt ist und wenn zum Fixieren der Elektroden und Zellentrennwände dienende Anschlagschultern des Halters mit jeweils mindestens einer am Rand der Elektroden aufliegenden Dichtlippe versehen sind.
• In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Es zeigt: Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Elektrodenhalter mit eingebauten Elektroden im Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 2, fig. 2 eine Vorderansicht des Elektrodenhalters nach Fig. 1, Pig. 3 einen Teilschnitt von zwei aneinandergereihten Elektrodenhaltern im Bereich einer Zu- oder Ableitung für Sauerstoff, Brennstoff, Elektrolyt oder Reaktions- bzw. Rückstandsprodukte und li den Querschnitt eines Elektrodenhalters im Bereich einer Durchführung; für eine elektrische Anschlußleitung einer I'slektrode.
• I n cze;n in im Querschnitt gezeichneten Elektrodenhalter 1 sind zwei ::auerstoffelektroden 2 und eine Brennstoffelektrode 3 eingebaut. Das aus gummielastischem Werkstoff bestehende Bauelement 1 umspannt die einzelnen Elektroden 2 und 3 durch Anschlaglappen und -schultern 4 und isoliert die Elektroden elektrisch gegeneinander. Als Workstoff eignet sich für den Elektrodenhalter 1 ein Natur-oder Synthetik-Kautschuk wie z.B. Äthylen-Propylen-Kautschuk oder das unter dem Handelsnamen "Hypalon" bekannte sulfochlorierte Poly;:thylen mit einer Shore-A-Härte von 50 bis 95. Die Anschlagschultern 4 sind in den Abdichtungsbereichen an den den Elektroden 2 zugekehrten Seiten mit Dichtlippen 5 versehen. Um den Einbau der -lektroden zu erleichtern, ist es zweckmäßig, den Elektroden 2 und i voneinander abweichende Durchmesser zu geben und beim Kinbau zuerst die Elektroden mit dem kleinsten Durchmesser in die i-;lektrodenhalter einzusetzen, ohne dabei durch die Anschlaglappen oder -schultern 4 für die größeren Elektroden behindert zu sein. I)er Jauerstoff wird der Sauerstoffkammer 6 durch die Zuleitungen 7 und 8 zui;efillirt ; in der Sauerstoffkammer 6 entstehende Rückstandsproaulcte laufen durch die in Fig. 2 dargestellten Ableitungen 12 und l@ ab. j-:lektrolyt und Brennstoff gelangen in die Brennstoffdurch die Zuleitungen 10 und 11; das Reaktionsprodukt entwei cht, durch die Ableitungen 14 und 15. Die Öffnungen der Zu-1c:itungen 7, 10 und der Ableitungen 13, 15 sind mit an mindestens einer parallel zu den Elektroden 2,.3-stehenden Fläche des Elektrodenhaltern l.je von mindestens einer Dichtlippe 16 umschlossen, die beim Zusammenspannen mehrerer Elektrodenhalter 1 mittels nicht darr-' gestellter Zuganker, welche durch die Durchgangslöcher 17 führen, aufgrund Verformung wegen starker Flächenpressung abdichten.
• In Fig. 3 ist ein Teilschnitt zweier nebeneinander liegender Bauelemente la gezeigt, bei denen Dichtlippen 16a eine Zuleitung 7a beim Zusammenspannen mittels nicht dargestellter Zuganker zwischen den Bauelementen la abdichten.
• In Fig. )I ist eine diametral durch das Bauelement 1b verlaufende-Durchfilhrung 1b wiedergegeben, durch die der elektrische, in Fig. 2 gezeigte Leiter 7:9 beispielsweise zu einer Elektrode 2 führt. Die Durcri I'ülirunf; l'; ist innen zur Abdichtung _ des Bauelements 1b nach auI3en mit mindetens einer Dichtlippe 20 versehen, die unter Druck am Leiter 19 anliegt. _ Eine für Brennstoffzellen mit diesen Merkmalen gestaltete Halterung erfüllt die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe vollständig,. sie ist billig und bedarf keiner Wartung.

Claims (1)

1. Ansprüche 1. Brennstoffzelle mit einem einteiligen, aus einem elektrischisolierenden Stoff bestehenden Elektrodenhalter, durch welchen die Zu- und Ableitungen für Sauerstoff, Brennst-off,@Elektrolyt' und deren Reaktions- und Rückstandsprodukte, sowie -die Elektrodenansehlußleitungen und die Durchgangslöcher für die zum Zusammenst)annen iuehrcrer I#lektrodenhalter üblichen Zuganker geführt sind, dadurch gekennzeichnet, daß er eine Mehrzahl, von durch Lappen oder Schultern an der Innenseite des Halters in der gewünschten Lage gehaltenen Elektroden und Zellentrennwände elastisch umspannt. _ z. Brennstoffzelle nach Anspruch 1, dadurch_gekennzeichnet; daß -der Elektroderihalter aus einem ,Natur- oder Synthetik-Kautschuk mit einer Shore-A-Härte von 50 bis 95 besteht. Brennstoffzelle nach Anspruch 1,urid 2, dadurch gekennzeichnet, dai:i cfi c <;um L4'ixieren der Elektroden und Zellentrennwände dienenden Anschlagschultern des Halters mit mindestens- einer am Hand der Elektroden aufliegenden Dichtlippe versehen sind. lt. Brennstoffzelle nach Anspruch.1 bis _3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichtung mehrerer durch Zuganker zusammengehaltener Llolc.trodenhalter nach außen, ihrer Zu- und Ableitungen für Sauerstoff, Brennstoff, Elektrolyt und deren Reaktions- und Rückstandsprodukte durch an mindestens einer parallel zu den Elektroden stehenden Fläche des Halters angeordnete, die betreffenden Be-- reiche einschließende Dichtlippen gebildet wird. 5, Brennstoffzelle nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, -daß jede Durchführung für die Elektrodenanschlußleitungen innen mit mindestens einer; Dichtlippe versehen ist.