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WO2017186770A1 - Bipolarplatte aufweisend reaktantengaskanäle mit variablen querschnittsflächen, brennstoffzellenstapel sowie fahrzeug mit einem solchen brennstoffzellenstapel - Google Patents

Bipolarplatte aufweisend reaktantengaskanäle mit variablen querschnittsflächen, brennstoffzellenstapel sowie fahrzeug mit einem solchen brennstoffzellenstapel Download PDF

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WO2017186770A1
WO2017186770A1 PCT/EP2017/059881 EP2017059881W WO2017186770A1 WO 2017186770 A1 WO2017186770 A1 WO 2017186770A1 EP 2017059881 W EP2017059881 W EP 2017059881W WO 2017186770 A1 WO2017186770 A1 WO 2017186770A1
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WO
WIPO (PCT)
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plate
anode
cathode
bipolar plate
fuel cell
Prior art date
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Application number
PCT/EP2017/059881
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English (en)
French (fr)
Inventor
Tobias Lösche-Ter Horst
Hannes Scholz
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.)
Volkswagen AG
Original Assignee
Volkswagen AG
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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Priority to US16/095,565 priority patent/US11152627B2/en
Priority to KR1020187033809A priority patent/KR20190002548A/ko
Priority to JP2018556271A priority patent/JP6717976B2/ja
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    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/40—Application of hydrogen technology to transportation, e.g. using fuel cells

Definitions

  • Bipolar plate comprising reactant gas channels with variable cross-sectional areas, fuel cell stack and vehicle with such a fuel cell stack
  • the invention relates to a bipolar plate for a fuel cell comprising an anode plate and a cathode plate, each having an active region and two
  • Supply areas for the supply and discharge of operating media to or from the active area each having an anode gas port for supplying or discharging fuel, a cathode gas port for supply or removal of oxidant and a coolant port for supply or discharge of coolant, and where the
  • Anodenplatte Anodengaskanäle and the cathode plate cathode gas channels which are each formed as open channel-like channel structures and are arranged and shaped such that form anode plate and cathode plate in the adjacent sides of coolant channels, which connect the coolant ports of both supply areas, as well as a fuel cell stack and a vehicle with such a fuel cell stack.
  • Fuel cells use the chemical transformation of a fuel with oxygen to water to generate electrical energy.
  • fuel cells contain as a core component the so-called membrane electrode assembly (MEA for membrane electrode assembly), which is a microstructure of an ion-conducting (usually proton-conducting) membrane and in each case on both sides of the membrane arranged catalytic electrode (anode and cathode).
  • MEA membrane electrode assembly
  • the latter mostly comprise supported noble metals, in particular platinum.
  • gas diffusion layers (GDL) can be arranged on both sides of the membrane-electrode arrangement on the sides of the electrodes facing away from the membrane.
  • the fuel cell is formed by a multiplicity of stacked MEAs whose electrical powers add up.
  • bipolar plates also called flow field plates or separator plates
  • the bipolar plates provide an electrically conductive contact to the membrane-electrode assemblies.
  • the fuel anode operating medium
  • hydrogen H 2 or a hydrogen-containing gas mixture is supplied to the anode via an anode-side open flow field of the bipolar plate, where an electrochemical oxidation of H 2 to protons H + takes place with release of electrons (H 2 -> 2 H + + 2 e " ).
  • Electrons are supplied to the cathode via an electrical line, and the cathode is supplied with oxygen or an oxygen-containing gas mixture (for example air) as the cathode operating medium via a cathode-side open flow field, so that a reduction from 0 2 to O 2 " takes place with absorption of the electrons ( 14 0 2 + 2 e " -> O 2" ).
  • oxygen anions in the cathode compartment react with the protons transported through the membrane to form water (O 2 " + 2 H + -" H 2 O).
  • DE 103 23 644 B4 describes a fuel cell in which the channel volume of channels through which reaction gas flows is reduced in the flow direction by partially reducing the number of parallel channels.
  • Reaction gas channels are varied across the flow field, but the
  • the invention is based on the object of providing a bipolar plate in which the gas composition and mass flows in the reaction gas channels are taken into account in relation to the length of the active region.
  • a bipolar plate for a fuel cell comprising a profiled anode plate and a cathode plate, each having an active area and two supply areas for supply and discharge of operating media to or from the active area, wherein the supply areas each an anode gas port for supply or discharge of Having fuel, a cathode gas for the supply or removal of oxidant and a coolant port for the supply or removal of coolant, and wherein the
  • Anode plate Anodengaskanäle and the cathode plate has cathode gas channels, the are each formed as open channel-like channel structures, which constitute said profiling, and are arranged and formed one above the other such that the anode plate and cathode plate in the adjacent sides coolant channels, which connect the coolant ports of both supply areas, form, provided at the height and / or Width of the cathode gas channels increases or decreases from a first side of the active area to a second side of the active area and decreases or decreases in height and / or width of the anode gas channels from the first side of the active area to the second side of the active area, wherein the cross-sectional area and / or the hydraulic diameter of the cathode gas channels increases and the cross-sectional area and / or the hydraulic diameter of the anode gas channels decreases.
  • anode gas port, cathode gas port, and coolant port each include an anode inlet port, anode exhaust port, cathode inlet port,
  • the embodiment according to the invention offers the advantage that, as a result of the variable design of the reactant gas channels, they change to those which change as they flow through the active region
  • Gas composition in the individual channels can be received or the flow conditions can be optimized. For example, optimal humidification of the reaction gases can be ensured.
  • the inventive design of a bipolar plate or the anode and cathode plate pressure distribution, moisture distribution and velocity distribution in the anode and Kathodengaskanälen be optimized in the active region of the bipolar plate.
  • Optimization in this context means that as far as possible over the entire active area uniform pressure conditions, uniform humidification of the reactants and equal flow velocities are present.
  • a change in the height of the anode gas and cathode gas channel is preferred over the width change, since the contact behavior of the anode and cathode plate to the membrane with a constant width is easier and better to set.
  • the bipolar plate is preferably a rectangular bipolar plate in order to enable a good, that is to say space-saving, arrangement of fuel cell stacks. In addition, this makes the cutting of the MEA easier and cutting losses avoided.
  • anode and cathode plate are aligned plane-parallel to each other to allow easy stacking of fuel cells and to obtain cuboidal cell stacks, which are also particularly space-saving use.
  • the mutually facing sides of the anode and cathode plate with the profiled sides are plane-parallel.
  • Form bipolar plate which can be stacked well.
  • the thickness of the cathode plate increases from the first side of the active side in the direction of the second side of the active area, while this is configured reversed in the anode plate.
  • Dier coolant channels are proportionately formed by anode and cathode plate, so that in the anode and cathode plate each subcoolant channels are given, the
  • the cross-sectional area or hydraulic diameter of the coolant channels remains substantially the same along the active area, with those in the anode and
  • Cathode plate formed partial coolant channels as the reaction gas channels can be variable. If all surfaces of the anode and cathode plate are plane-parallel, the partial coolant channels are preferably variable to the course of anode and
  • the partial coolant channels can be designed such that the resulting
  • the sub-coolant channels are preferably not variable, provided that the slope of the facing sides of the slope of Anodengaskanal and
  • Cathode gas channel corresponds.
  • the partial coolant channels of the anode plate and those of the cathode plate of all embodiments need not necessarily have an identical cross-sectional area or a hydraulic diameter. This or this is due to their proximity to
  • Anodengas- or cathode gas channel determined.
  • the height of the anode gas and cathode gas channels is varied.
  • the resource channels are trough-shaped with a flank angle of less than 90 °, so that advantageously a simplified production is possible.
  • the fuel cell stack according to the invention comprises a stack of alternately arranged membrane-electrode assemblies and bipolar plates configured as described above.
  • Another aspect of the invention relates to a vehicle having at least one
  • the vehicle is preferably an electric vehicle, in which an electrical energy generated by the fuel cell system of the supply of an electric traction motor and / or a
  • Figure 1 is a plan view of a bipolar plate
  • Figure 2 is a sectional view (C-C) in the longitudinal direction of an inventive
  • Bipolar plate according to a first embodiment, which is arranged between two membrane-electrode units;
  • Figure 3 is a sectional view (A-A) in the transverse direction of the bipolar plate of Figure 2;
  • Figure 4 is a sectional view (B-B) in the transverse direction of a bipolar plate according to Figure 2;
  • Figure 5 is a sectional view (A-A) in the transverse direction of the bipolar plate of Figure 2;
  • Figure 6 is a sectional view (B-B) in the transverse direction of the bipolar plate of Figure 2;
  • Figure 7 is a sectional view (C-C) in the longitudinal direction of an inventive
  • Bipolar plate according to a second embodiment, which is arranged between two membrane-electrode units;
  • Figure 8 is a sectional view (A-A) in the transverse direction of the bipolar plate of Figure 7;
  • Figure 9 is a sectional view (B-B) in the transverse direction of a bipolar plate according to Figure 7;
  • Figure 10 is a sectional view (A-A) in the transverse direction of the bipolar plate of Figure 7;
  • Figure 1 1 is a sectional view (BB) in the transverse direction of the bipolar plate of Figure 7;
  • Figure 12 is a sectional view (CC) in the longitudinal direction of an inventive
  • Bipolar plate according to a third embodiment, between two
  • Membrane electrode units is arranged
  • Figure 13 is a sectional view (A-A) in the transverse direction of the bipolar plate of Figure 12;
  • Figure 14 is a sectional view (B-B) in the transverse direction of a bipolar plate according to Figure 12;
  • Figure 15 is a sectional view (A-A) in the transverse direction of a bipolar plate after a
  • Figure 16 is a sectional view (B-B) in the transverse direction of the bipolar plate according to a fourth
  • Figure 1 shows a rectangular bipolar plate 10 according to the invention in a plan view.
  • the bipolar plate 10 is divided into an active area AA and inactive areas IA.
  • the active area AA is characterized by the fact that in this area
  • the inactive areas IA can each be in
  • an anode inlet opening 11 is provided for the supply of the anode gas, that is to say of the fuel, for example hydrogen.
  • the cathode inlet opening 13 in the first supply area SA serves to supply the cathode gas, which is in particular oxygen or an oxygen-containing mixture, preferably air.
  • Kathodenauslasso réelle 14 serves the discharge of the cathode exhaust gas after overflow of the active area AA in the other supply area SA.
  • the coolant inlet opening 15 serves to supply and the coolant outlet opening 16 of the discharge of the coolant in
  • the bipolar plate 10 shown in FIG. 1 has a cathode side 17, which is visible in the illustration, and a non-visible anode side 18, wherein the bipolar plate 10 consists of a Anode plate 19 and a cathode plate 20, which are joined together, is constructed.
  • cathode gas channels 21 are open channel-like
  • the anode side 18, not visible here, has corresponding anode gas channels 22, which connect the anode inlet opening 11 to the anode outlet opening 12.
  • the Anodengaskanale 22 are formed as open, channel-like channel structures.
  • Anode plate 19 and cathode plate 20 extend enclosed coolant channels 23 which connect the coolant inlet port 15 with the coolant outlet 16. With the broken lines 1 seals 24 are indicated in Figure.
  • FIG. 2 shows a bipolar plate 10 according to FIG. 1 in a longitudinal section C-C, the course of which is shown in FIG.
  • FIGS. 3 and 4 cross-sections A-A and B-B of the bipolar plate 10 are shown, the first side 26 (inlet side) and the second side 27, respectively
  • membrane electrode units 25 are arranged on the cathode side 17 and on the anode side 18 of the bipolar plate 10 membrane electrode units 25 are arranged.
  • the anode gas channels 22, the cathode gas channels 21 and the coolant channels 23 extend, as already explained with reference to FIG. 1, over the active region AA or from a first side 26 of the active region AA to a second side 27 of the active region AA, wherein the coolant channels 23 out
  • Part coolant channels 23a, 23b in the anode plate 19 and the cathode plate 20 are formed.
  • the profiled sides of the anode and cathode plates 19, 20 and their mutually facing sides 28, 29, in which the part coolant channels 23a, 23b are introduced, are formed plane-parallel.
  • the height H of the anode gas channels 22 decreases from the first side 26 to the second side 27 of the active region AA.
  • the height H of the cathode gas channels 21 increases from the first side 26 to the second side 27 of the active region AA.
  • the coolant channels 23 extend over the active region AA with a constant cross-sectional area and / or constant hydraulic diameter, the distance to the anode and cathode gas channels 21, 22 remaining the same, and the partial coolant channels 23a in the
  • Anode plate 19 have an increasing partial cross-sectional area and / or a hydraulic partial diameter. In the cathode plate 20, this is formed exactly opposite.
  • Figures 5 and 6 illustrate a slightly varied embodiment of the bipolar plate of Figures 2-4, again showing cross-sections AA and BB, showing but not the first side 26 (inlet side) and second side 27 (outlet side) of the active region AA, respectively no membrane electrode units shown here.
  • the anode gas channels 22 and the cathode gas channels 21 and the coolant channels 23 are not formed rectangular, but are designed like a trough with flank angles which are smaller than 90 °.
  • the partial coolant channels 23a in the anode and the cathode plate 19, 20 have a different width B.
  • the partial coolant channels 23a in the anode plate 19 are narrower than those in the cathode plate 20th
  • the subcoolant channels 23b of the cathode plate 20 are narrower than those in the anode plate 19.
  • the first and the second side 26, 27 there is a region in which both subcoolant channels 23a, 23b have the same width B.
  • FIG. 7 also shows a bipolar plate 10 in a longitudinal section C-C, the course of which is shown in FIG.
  • FIGS. 8 and 9 cross-sections A-A and B-B of the bipolar plate 10 are shown, the first side 26 (inlet side) and the second side 27, respectively
  • the profiled sides of the anode and cathode plates 19, 20 are plane-parallel, but not the facing sides 28, 29, in which the Operakühlschkanäle 23 a, 23 b are introduced.
  • the mutually facing sides 28, 29 are parallel to the Anodengaskanälen and Kathodengaskanälen.
  • the partial cross-sectional area and / or the hydraulic partial diameter of the partial coolant passages 23a, 23b in the anode and cathode plates 19, 20 do not change.
  • FIGS. 10 and 11 show, like FIGS. 5 and 6, a slightly varied embodiment of the bipolar plate according to FIGS. 7 to 9 with trough-like and with flank angles which are smaller than 90 °,
  • FIG. 12 again shows a bipolar plate 10 according to FIG. 1 in a longitudinal section CC, the course of which is shown in FIG.
  • FIGS. 13 and 14 show cross-sections AA and BB of the bipolar plate 10, which show the first side 26 (inlet side) and the second side 27 (outlet side) of the active region AA of the bipolar plate 10, respectively.
  • the profiled sides of the anode and cathode plates 19, 20 and their mutually facing sides 28, 29, in which the partial coolant channels 23a, 23b are introduced, are formed plane-parallel.
  • coolant channels 23 are not aligned parallel to the anode gas and Kathodengaskanälen 22, 21, but to the epicder facing sides 28, 29 of the anode plate 19 and the cathode plate 20th
  • FIGS. 15 and 16 illustrate an embodiment of the bipolar plate 10 in which the width B of anode and cathode gas channels 22, 21 is varied and again show
  • Anodengaskanäle 22 from the first side 26 to the second side 27 of the active area AA decreases.
  • the width B of the cathode gas channels 21 increases from the first side 26 to the second side 27 of the active region AA.
  • the coolant channels 23, on the other hand extend over the active region AA with a constant cross-sectional area and / or constant hydraulic diameter, the distance to the anode and cathode gas channels 21, 22 remaining the same, and the partial coolant channels 23a in the anode plate 19 being a
  • the anode gas channels 22 and the cathode gas channels 21 and the coolant channels 23 are trough-shaped with flank angles which are smaller than 90 °. LIST OF REFERENCE NUMBERS

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Abstract

Um eine Bipolarplatte (10) für eine Brennstoffzelle mit Anodenplatte (19) mit Anodengaskanälen (22) und Kathodenplatte (20) mit Kathodengaskanälen (21), die einen aktiven Bereich (AA) sowie Versorgungsbereiche (SA) besitzen und die derart übereinander angeordnet sind, dass diese Kühlmittelkanäle (23 ) ausformen, derart zu verbessern, dass die Strömungsverhältnisse von Reaktanten und Kühlmitteln in der Bipolarplatte (10) optimiert werden, wird vorgeschlagen dass Höhe (H) und/oder Breite (B) der Kathodengaskanäle (21) von einer ersten Seite (26) des aktiven Bereichs (AA) zur einer zweiten Seite (27) des aktiven Bereichs (AA) zunimmt oder zunehmen und Höhe (H) und/oder Breite (B) der Anodengaskanäle (22) von der ersten Seite (26) des aktiven Bereichs (AA) zu der zweiten Seite (27) des aktiven Bereichs (AA) abnimmt oder abnehmen, wobei die Querschnittsfläche und/oder der hydraulische Durchmesser der Kathodengaskanäle (21) zunimmt und Querschnittsfläche und/oder der hydraulische Durchmesser der Anodengaskanäle (22) abnimmt. Zudem werden ein Brennstoffzellenstapel und ein Fahrzeug vorgeschlagen.

Description

Beschreibung
Bipolarplatte aufweisend Reaktantengaskanäle mit variablen Querschnittsflächen, Brennstoffzellenstapel sowie Fahrzeug mit einem solchen Brennstoffzellenstapel
Die Erfindung betrifft eine Bipolarplatte für eine Brennstoffzelle umfassend eine Anodenplatte und eine Kathodenplatte, jeweils aufweisend einen aktiven Bereich sowie zwei
Versorgungsbereiche zur Zu- und Ableitung von Betriebsmedien zu oder aus dem aktiven Bereich, wobei die Versorgungsbereiche jeweils einen Anodengasport zur Zu- oder Abführung von Brennstoff, einen Kathodengasport zur Zu- oder Abführung von Oxidationsmittel sowie einen Kühlmittelport zur Zu- oder Abführung von Kühlmittel aufweisen, und wobei die
Anodenplatte Anodengaskanäle und die Kathodenplatte Kathodengaskanäle aufweist, die jeweils als offene rinnenartige Kanalstrukturen ausgebildet sind und derart übereinander angeordnet und ausgeformt sind, dass Anodenplatte und Kathodenplatte in den aneinander grenzenden Seiten Kühlmittelkanäle, welche die Kühlmittelports beider Versorgungsbereiche verbinden, ausformen, sowie einen Brennstoffzellenstapel und ein Fahrzeug mit einem solchen Brennstoffzellenstapel.
Brennstoffzellen nutzen die chemische Umsetzung eines Brennstoffs mit Sauerstoff zu Wasser, um elektrische Energie zu erzeugen. Hierfür enthalten Brennstoffzellen als Kernkomponente die sogenannte Membran-Elektroden-Anordnung (MEA für membrane electrode assembly), die ein Gefüge aus einer ionenleitenden (meist protonenleitenden) Membran und jeweils einer beidseitig an der Membran angeordneten katalytischen Elektrode (Anode und Kathode) ist. Letztere umfassen zumeist geträgerte Edelmetalle, insbesondere Platin. Zudem können Gasdiffusionslagen (GDL) beidseitig der Membran-Elektroden-Anordnung an den der Membran abgewandten Seiten der Elektroden angeordnet sein. In der Regel wird die Brennstoffzelle durch eine Vielzahl im Stapel (stack) angeordneter MEA gebildet, deren elektrische Leistungen sich addieren. Zwischen den einzelnen Membran-Elektroden-Anordnungen sind in der Regel Bipolarplatten (auch Flussfeld- oder Separatorplatten genannt) angeordnet, welche eine Versorgung der Einzelzellen mit den Betriebsmedien, also den Reaktanten, sicherstellen und üblicherweise auch der Kühlung dienen. Zudem sorgen die Bipolarplatten für einen elektrisch leitfähigen Kontakt zu den Membran-Elektroden-Anordnungen. Im Betrieb der Brennstoffzelle wird der Brennstoff (Anodenbetriebsmedium), insbesondere Wasserstoff H2 oder ein wasserstoffhaltiges Gasgemisch, über ein anodenseitiges offenes Flussfeld der Bipolarplatte der Anode zugeführt, wo eine elektrochemische Oxidation von H2 zu Protonen H+ unter Abgabe von Elektronen stattfindet (H2 -> 2 H+ + 2 e"). Über den Elektrolyten oder die Membran, welche die Reaktionsräume gasdicht voneinander trennt und elektrisch isoliert, erfolgt ein (wassergebundener oder wasserfreier) Transport der Protonen aus dem Anodenraum in den Kathodenraum. Die an der Anode bereitgestellten Elektronen werden über eine elektrische Leitung der Kathode zugeleitet. Der Kathode wird über ein kathodenseitiges offenes Flussfeld der Bipolarplatte Sauerstoff oder ein sauerstoffhaltiges Gasgemisch (zum Beispiel Luft) als Kathodenbetriebsmedium zugeführt, sodass eine Reduktion von 02 zu O2" unter Aufnahme der Elektronen stattfindet (14 02 + 2 e" -> O2"). Gleichzeitig reagieren im Kathodenraum die Sauerstoffanionen mit den über die Membran transportierten Protonen unter Bildung von Wasser (O2" + 2 H+ -» H20).
Um die Strömungsverhältnisse von Reaktanten und Kühlmittel in den Bipolarplatten zu optimieren, gibt es verschiedene Ansätze.
So wird in der DE 103 23 644 B4 eine Brennstoffzelle beschrieben, bei der das Kanalvolumen von mit Reaktionsgas durchströmten Kanälen in Strömungsrichtung durch abschnittsweise Reduzierung der Anzahl von parallel verlaufenden Kanälen verringert wird.
Die US 6,756,149 B2 schlägt eine Brennstoffzelle vor, bei der die Höhe und Breite der
Reaktionsgaskanäle über das Flussfeld hinweg variiert werden, wobei jedoch die
Querschnittsfläche konstant bleibt.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Bipolarplatte bereitzustellen, bei der die Gaszusammensetzung und Massenströme in den Reaktionsgaskanälen in Relation zur Länge des aktiven Bereichs berücksichtigt werden.
Es ist erfindungsgemäß eine Bipolarplatte für eine Brennstoffzelle umfassend eine profilierte Anodenplatte und eine Kathodenplatte, jeweils aufweisend einen aktiven Bereich sowie zwei Versorgungsbereiche zur Zu- und Ableitung von Betriebsmedien zu oder aus dem aktiven Bereich, wobei die Versorgungsbereiche jeweils einen Anodengasport zur Zu- oder Abführung von Brennstoff, einen Kathodengasport zur Zu- oder Abführung von Oxidationsmittel sowie einen Kühlmittelport zur Zu- oder Abführung von Kühlmittel aufweisen, und wobei die
Anodenplatte Anodengaskanäle und die Kathodenplatte Kathodengaskanäle aufweist, die jeweils als offene rinnenartige Kanalstrukturen, die die genannte Profilierung darstellen, ausgebildet sind und derart übereinander angeordnet und ausgeformt sind, dass Anodenplatte und Kathodenplatte in den aneinander grenzenden Seiten Kühlmittelkanäle, welche die Kühlmittelports beider Versorgungsbereiche verbinden, ausformen, vorgesehen, bei der Höhe und/oder Breite der Kathodengaskanäle von einer ersten Seite des aktiven Bereichs zur einer zweiten Seite des aktiven Bereichs zunimmt oder zunehmen und Höhe und/oder Breite der Anodengaskanäle von der ersten Seite des aktiven Bereichs zu der zweiten Seite des aktiven Bereichs abnimmt oder abnehmen, wobei die Querschnittsfläche und/oder der hydraulische Durchmesser der Kathodengaskanäle zunimmt und die Querschnittsfläche und/oder der hydraulische Durchmesser der Anodengaskanäle abnimmt.
Die Begriffe Anodengasport, Kathodengasport und Kühlmittelport umfassen jeweils eine Anodeneinlassöffnung, Anodenauslassöffnung, Kathodeneinlassöffnung,
Kathodenauslassöffnung, Kühlmitteleinlassöffnung und Kühlmittelauslassöffnung. Im Weiteren werden auch diese Begriffe verwendet.
Die erfindungsgemäße Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass durch die variable Gestaltung der Reaktantengaskanäle auf die sich beim Durchströmen des aktiven Bereichs ändernde
Gaszusammensetzung in den einzelnen Kanäle eingegangen werden kann beziehungsweise die Strömungsverhältnisse optimiert werden können. So kann beispielsweise eine optimale Befeuchtung der Reaktionsgase sichergestellt werden.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung einer Bipolarplatte beziehungsweise der Anoden- und Kathodenplatte werden Druckverteilung, Feuchteverteilung und Geschwindigkeitsverteilung in den Anoden- und Kathodengaskanälen im aktiven Bereich der Bipolarplatte optimiert.
Optimierung bedeutet in diesem Kontext, dass möglichst über den gesamten aktiven Bereich einheitliche Druckverhältnisse, gleichmäßige Befeuchtung der Reaktanten sowie gleiche Strömungsgeschwindigkeiten vorliegen.
Als Beispiel dafür ist die Verengung des Anodengaskanals zu sehen, in dem durch den Verbrauch des Anodengases entlang der Strömungsrichtung der Massenstrom sinkt. Dies kann dazu führen, dass in der letzten Hälfte des Anodengaskanals die Strömungsgeschwindigkeit so gering ist, dass entstehendes Flüssigwasser nicht mehr stabil ausgetragen werden kann. Dies würde Leistung und Lebensdauer der Brennstoffzelle verringern. Durch den sich verengenden Anodengaskanal wird diesem Effekt entgegengewirkt, da die Strömungsgeschwindigkeit erhöht wird. Vorteilhafterweise werden damit Leistung und Lebensdauer der Brennstoffzelle
beziehungsweise des Brennstoffzellenstapels erhöht.
Eine Veränderung der Höhe von Anodengas- und Kathodengaskanal wird gegenüber der Breitenveränderung bevorzugt, da das Kontaktverhalten von Anoden- und Kathodenplatte zur Membran bei gleichbleibender Breite einfacher und besser einzustellen ist.
Vorzugsweise handelt es sich bei der Bipolarplatte um eine rechteckige Bipolarplatte, um eine gute, das heißt raumsparende Anordnung von Brennstoffzellenstapeln zu ermöglichen. Zudem werden dadurch der Zuschnitt der MEA erleichtert und Schnittverluste vermieden.
Ebenso wird es bevorzugt, dass die profilierten Seiten von Anoden- und Kathodenplatte planparallel zueinander ausgerichtet sind, um eine einfache Stapelbarkeit von Brennstoffzellen zu ermöglichen und um quaderförmige Zellstapel zu erhalten, die ebenfalls besonders raumsparend einsetzbar sind.
Vorzugsweise sind auch die einander zugewandten Seiten von Anoden- und Kathodenplatte mit den profilierten Seiten planparallel.
Es werden aber auch Ausführungsformen beansprucht, bei denen die einander zugewandten Seiten von Anoden- und Kathodenplatte planparallel sind nicht jedoch mit den profilierten Seiten von Anoden- und Kathodenplatte, die wiederum zueinander planparallel sind. Es ergeben sich keilförmige Anoden- und Kathodenplatten, die zusammengefügt eine quaderförmige
Bipolarplatte ausbilden, die sich gut stapeln lässt. Dabei nimmt die Dicke der Kathodenplatte von der ersten Seite der aktiven Seite in Richtung der zweiten Seite des aktiven Bereichs zu, während dies bei der Anodenplatte umgekehrt ausgestaltet ist.
Dier Kühlmittelkanäle werden anteilig durch Anoden- und Kathodenplatte ausgebildet, sodass in Anoden- und Kathodenplatte jeweils Teilkühlmittelkanäle gegeben sind, die beim
Zusammenfügen von Anoden- und Kathodenplatte die Kühlmittelkanäle ausbilden.
Die Querschnittsfläche oder der hydraulische Durchmesser der Kühlmittelkanäle bleibt entlang des aktiven Bereichs im Wesentlichen gleich, wobei dabei die in der Anoden- und
Kathodenplatte ausgebildeten Teilkühlmittelkanäle wie die Reaktionsgaskanäle variabel sein können. Sofern alle Flächen der Anoden- und Kathodenplatte planparallel sind, sind die Teilkühlmittelkanäle vorzugsweise variabel, um sich dem Verlauf von Anoden- und
Kathodengaskanal anzupassen beziehungsweise im Wesentlichen parallel zwischen diesen zu verlaufen, wobei auch Ausführungsformen möglich sind, bei denen die Kühlmittelkanäle nicht parallel zu den Anodengas- und Kathodengaskanälen verlaufen.
Die Teilkühlmittelkanäle können derart ausgebildet sein, dass die resultierenden
Kühlmittelkanäle parallel zu den Anodengas- und Kathodengaskanälen verlaufen oder parallel zu den profilierten Seiten von Anoden und Kathodenplatte.
Bei der Ausführungsform, bei der die einander zugewandten Seiten nicht mit den profilierten Seiten planparallel sind, sind die Teilkühlmittelkanäle vorzugsweise nicht variabel, sofern die Steigung der einander zugewandten Seiten der Steigung von Anodengaskanal und
Kathodengaskanal entspricht.
Die Teilkühlmittelkanäle der Anodenplatte und die der Kathodenplatte aller Ausführungsformen müssen zudem nicht zwingend eine identische Querschnittsfläche oder einen hydraulischen Durchmesser aufweisen. Diese beziehungsweise dieser wird durch deren Nähe zum
Anodengas- oder Kathodengaskanal bestimmt.
Nach besonders bevorzugten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Bipolarplatte wird die Höhe der Anodengas- und Kathodengaskanäle variiert.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Betriebsmittelkanäle wannenförmig mit einem Flankenwinkel kleiner als 90° ausgestaltet, sodass vorteilhafterweise eine vereinfachte Herstellung möglich ist.
Der Brennstoffzellenstapel gemäß der Erfindung umfasst einen Stapel abwechselnd angeordneter Membran-Elektroden-Einheiten und Bipolarplatten, die wie voranstehend beschrieben, ausgestaltet sind.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Fahrzeug, das zumindest einen
erfindungsgemäßen Brennstoffzellenstapel aufweist. Bei dem Fahrzeug handelt es sich vorzugsweise um ein Elektrofahrzeug, bei dem eine von dem Brennstoffzellensystem erzeugte elektrische Energie der Versorgung eines Elektrotraktionsmotors und/oder einer
Traktionsbatterie dient. Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.
Die verschiedenen in dieser Anmeldung genannten Ausführungsformen der Erfindung sind, sofern im Einzelfall nicht anders ausgeführt, mit Vorteil miteinander kombinierbar.
Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen
Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine Draufsicht einer Bipolarplatte;
Figur 2 eine Schnittansicht (C-C) in Längsrichtung einer erfindungsgemäßen
Bipolarplatte nach einer ersten Ausführungsform, die zwischen zwei Membran-Elektroden-Einheiten angeordnet ist;
Figur 3 eine Schnittansicht (A-A) in Querrichtung der Bipolarplatte nach Figur 2;
Figur 4 eine Schnittansicht (B-B) in Querrichtung einer Bipolarplatte nach Figur 2;
Figur 5 eine Schnittansicht (A-A) in Querrichtung der Bipolarplatte nach Figur 2;
Figur 6 eine Schnittansicht (B-B) in Querrichtung der Bipolarplatte nach Figur 2;
Figur 7 eine Schnittansicht (C-C) in Längsrichtung einer erfindungsgemäßen
Bipolarplatte nach einer zweiten Ausführungsform, die zwischen zwei Membran-Elektroden-Einheiten angeordnet ist;
Figur 8 eine Schnittansicht (A-A) in Querrichtung der Bipolarplatte nach Figur 7;
Figur 9 eine Schnittansicht (B-B) in Querrichtung einer Bipolarplatte nach Figur 7;
Figur 10 eine Schnittansicht (A-A) in Querrichtung der Bipolarplatte nach Figur 7;
Figur 1 1 eine Schnittansicht (B-B) in Querrichtung der Bipolarplatte nach Figur 7; Figur 12 eine Schnittansicht (C-C) in Längsrichtung einer erfindungsgemäßen
Bipolarplatte nach einer dritten Ausführungsform, die zwischen zwei
Membran-Elektroden-Einheiten angeordnet ist;
Figur 13 eine Schnittansicht (A-A) in Querrichtung der Bipolarplatte nach Figur 12;
Figur 14 eine Schnittansicht (B-B) in Querrichtung einer Bipolarplatte nach Figur 12;
Figur 15 eine Schnittansicht (A-A) in Querrichtung einer Bipolarplatte nach einer
vierten, und
Figur 16 eine Schnittansicht (B-B) in Querrichtung der Bipolarplatte nach einer vierten
Figur 12.
Figur 1 zeigt eine rechteckige Bipolarplatte 10 gemäß der Erfindung in einer Draufsicht.
Die Bipolarplatte 10 ist unterteilt in einen aktiven Bereich AA und inaktive Bereiche IA. Der aktive Bereich AA zeichnet sich dadurch aus, dass in diesem Bereich die
Brennstoffzellreaktionen stattfinden. Die inaktiven Bereiche IA lassen sich jeweils in
Versorgungsbereiche SA und Verteilerbereiche DA unterteilen, wobei die Verteilerbereiche DA die Versorgungsbereiche SA mit dem aktiven Bereich AA verbinden.
Innerhalb eines Versorgungsbereiches SA ist eine Anodeneinlassöffnung 1 1 für die Zuführung des Anodengases, also des Brennstoffs, beispielsweise Wasserstoff vorgesehen. Die
Anodenauslassöffnung 12 in dem anderen Versorgungsbereiches SA dient der Abführung des Anodenabgases nach Überströmen des aktiven Bereichs AA. Die Kathodeneinlassöffnung 13 im ersten Versorgungsbereich SA dient der Zuführung des Kathodengases, das insbesondere Sauerstoff oder ein sauerstoffhaltiges Gemisch, vorzugsweise Luft ist. Die
Kathodenauslassoffnung 14 dient der Abführung des Kathodenabgases nach Überströmen des aktiven Bereichs AA im anderen Versorgungsbereich SA. Die Kühlmitteleinlassöffnung 15 dient der Zuführung und die Kühlmittelauslassöffnung 16 der Ableitung des Kühlmittels in
unterschiedlichen Versorgungsbereichen SA.
Die in Figur 1 dargestellte Bipolarplatte 10 weist eine in der Darstellung sichtbare Kathodenseite 17 auf sowie eine nicht sichtbare Anodenseite 18, wobei die Bipolarplatte 10 aus einer Anodenplatte 19 und einer Kathodenplatte 20, die aneinandergefügt sind, aufgebaut ist. Auf der dargestellten Kathodenseite 17 sind Kathodengaskanale 21 als offene rinnenartige
Kanalstrukturen ausgebildet, welche die Kathodeneinlassöffnung 13 mit der
Kathodenauslassöffnung 14 verbinden. Desgleichen weist die hier nicht sichtbare Anodenseite 18 entsprechende Anodengaskanale 22 auf, welche die Anodeneinlassöffnung 1 1 mit der Anodenauslassöffnung 12 verbinden. Auch die Anodengaskanale 22 sind als offene, rinnenartige Kanalstrukturen ausgebildet. Im Inneren der Bipolarplatte 10, zwischen
Anodenplatte 19 und Kathodenplatte 20, verlaufen eingeschlossene Kühlmittelkanäle 23, welche die Kühlmitteleinlassöffnung 15 mit der Kühlmittelauslassöffnung 16 verbinden. Mit den unterbrochenen Linien sind in Figur 1 Dichtungen 24 angedeutet.
Figur 2 zeigt eine Bipolarplatte 10 gemäß Figur 1 in einem Längsschnitt C-C, dessen Verlauf in Figur 3 gezeigt ist. In den Figuren 3 und 4 sind Querschnitte A-A und B-B der Bipolarplatte 10 dargestellt, die die erste Seite 26 (Einlassseite) beziehungsweise die zweite Seite 27
(Auslassseite) des aktiven Bereichs AA der Bipolarplatte 10 zeigen.
Auf der Kathodenseite 17 sowie auf der Anodenseite 18 der Bipolarplatte 10 sind Membran- Elektroden-Einheiten 25 angeordnet. Die Anodengaskanäle 22, die Kathodengaskanäle 21 und die Kühlmittelkanäle 23 erstrecken sich, wie bereits zu Figur 1 erläutert, über den aktiven Bereich AA beziehungsweise von einer ersten Seite 26 des aktiven Bereichs AA zu einer zweiten Seite 27 des aktiven Bereichs AA, wobei die Kühlmittelkanäle 23 aus
Teilkühlmittelkanälen 23a, 23b in der Anodenplatte 19 und der Kathodenplatte 20 ausgebildet sind. Die profilierten Seiten der Anoden- und Kathodenplatte 19, 20 sowie deren einander zugewandten Seiten 28, 29, in die die Teilkühlmittelkanälen 23a, 23b eingebracht sind, sind planparallel ausgebildet.
Die Höhe H der Anodengaskanäle 22 nimmt von der ersten Seite 26 zur zweiten Seite 27 des aktiven Bereichs AA zu ab. Hingegen nimmt die Höhe H der Kathodengaskanäle 21 von der ersten Seite 26 zur zweiten Seite 27 des aktiven Bereichs AA zu. Die Kühlmittelkanäle 23 erstrecken sich hingegen mit gleichbleibender Querschnittsfläche und/oder gleichbleibenden hydraulischen Durchmesser über den aktiven Bereich AA, wobei der Abstand zu Anoden- und Kathodengaskanälen 21 ,22 gleich bleibt und wobei die Teilkühlmittelkanäle 23a in der
Anodenplatte 19 eine sich vergrößernde Teilquerschnittsfläche und/oder einen hydraulischen Teildurchmesser aufweisen. Bei der Kathodenplatte 20 ist dies genau entgegengesetzt ausgeformt. Die Figuren 5 und 6 stellen eine leicht variierte Ausführungsform der Bipolarplatte nach Figur 2 bis 4 dar und zeigen wiederum Querschnitte A-A und B-B, die die erste Seite 26 (Einlassseite) beziehungsweise die zweite Seite 27 (Auslassseite) des aktiven Bereichs AA zeigen, jedoch sind hier keine Membran-Elektroden-Einheiten dargestellt. Zur vereinfachten Herstellbarkeit sind die Anodengaskanäle 22 und die Kathodengaskanäle 21 sowie die Kühlmittelkanäle 23 nicht rechteckig ausgeformt, sondern sind wannenartig gestaltet mit Flankenwinkeln, die kleiner als 90° sind. Zudem haben bei dieser Ausführungsform die Teilkühlmittelkanäle 23a in der Anoden- beziehungsweise der Kathodenplatte 19, 20 eine voneinander abweichende Breite B. Im Bereich der ersten Seite 26 des aktiven Bereichs AA sind die Teilkühlmittelkanäle 23a in der Anodenplatte 19 schmaler als die in der Kathodenplatte 20. Im Bereich der zweiten Seite 27 kehrt sich dies um und die Teilkühlmittelkanäle 23b der Kathodenplatte 20 sind schmaler als die in der Anodenplatte 19. Zwischen der ersten und der zweiten Seite 26, 27 gibt es natürlich einen Bereich, in dem beide Teilkühlmittelkanäle 23a, 23b die gleiche Breite B aufweisen.
Figur 7 zeigt ebenfalls eine Bipolarplatte 10 in einem Längsschnitt C-C, dessen Verlauf in Figur 8 gezeigt ist. In den Figuren 8 und 9 sind Querschnitte A-A und B-B der Bipolarplatte 10 dargestellt, die die erste Seite 26 (Einlassseite) beziehungsweise die zweite Seite 27
(Auslassseite) des aktiven Bereichs AA der Bipolarplatte 10 zeigen.
Im Unterschied zur Ausführungsform, die in der Figur 2 bis 6 dargestellt sind, sind die profilierten Seiten der Anoden- und Kathodenplatte 19, 20 planparallel, nicht jedoch die einander zugewandten Seiten 28, 29, in die die Teilkühlmittelkanäle 23a, 23b eingebracht sind. Die einander zugewandten Seiten 28, 29 verlaufen parallel zu den Anodengaskanälen und den Kathodengaskanälen. Dadurch verändern sich die Teilquerschnittsfläche und/oder der hydraulische Teildurchmesser der Teilkühlmittelkanäle 23a, 23b in der Anoden- und der Kathodenplatte 19, 20 nicht.
Figur 10 und 1 1 zeigen wie Figur 5 und 6 eine leicht variierte Ausführungsform der Bipolarplatte nach Figur 7 bis 9 mit wannenartigen und mit Flankenwinkeln, die kleiner als 90° sind,
Anodengaskanälen 22 und Kathodengaskanälen 21 sowie Kühlmittelkanälen 23.
Bei dieser Variante sind zwar die Form des Teilkühlmittelquerschnitts der Teilkühlmittelkanäle 23a, 23b unterschiedlich, jedoch bleiben die Querschnittsfläche und/oder der hydraulische Durchmesser konstant. Zudem ist auch die Materialstärke zwischen den Kühlmittelkanälen 23 und den angrenzenden Anodengaskanälen 22 und Kathodengaskanälen 21 konstant. Figur 12 zeigt wiederum eine Bipolarplatte 10 gemäß Figur 1 in einem Längsschnitt C-C, dessen Verlauf in Figur 13 gezeigt ist. In den Figuren 13 und 14 sind Querschnitte A-A und B-B der Bipolarplatte 10 dargestellt, die die erste Seite 26 (Einlassseite) beziehungsweise die zweite Seite 27 (Auslassseite) des aktiven Bereichs AA der Bipolarplatte 10 zeigen.
Die profilierten Seiten der Anoden- und Kathodenplatte 19, 20 sowie deren einander zugewandte Seiten 28, 29, in die die Teilkühlmittelkanälen 23a, 23b eingebracht sind, sind planparallel ausgebildet.
Abweichend von den anderen dargestellten Ausführungsformen sind die Kühlmittelkanäle 23 nicht parallel zu den Anodengas- und Kathodengaskanälen 22, 21 ausgerichtet, sondern zu den einender zugewandten Seiten 28, 29 der Anodenplatte 19 und Kathodenplatte 20.
Die Figuren 15 und 16 stellen eine Ausführungsform der Bipolarplatte 10 dar, bei der die Breite B von Anoden- und Kathodengaskanälen 22, 21 varieiert werden, und zeigen wiederum
Querschnitte A-A und B-B, die die erste Seite 26 (Einlassseite) beziehungsweise die zweite Seite 27 (Auslassseite) des aktiven Bereichs AA zeigen, bei der die Breite B der
Anodengaskanäle 22 von der ersten Seite 26 zur zweiten Seite 27 des aktiven Bereichs AA zu abnimmt. Hingegen nimmt die Breite B der Kathodengaskanäle 21 von der ersten Seite 26 zur zweiten Seite 27 des aktiven Bereichs AA zu. Die Kühlmittelkanäle 23 erstrecken sich hingegen mit gleichbleibender Querschnittsfläche und/oder gleichbleibendem hydraulischen Durchmesser über den aktiven Bereich AA, wobei der Abstand zu Anoden- und Kathodengaskanälen 21 ,22 gleich bleibt und wobei die Teilkühlmittelkanäle 23a in der Anodenplatte 19 eine sich
vergrößernde Teilquerschnittsfläche und/oder einen hydraulischen Teildurchmesser aufweisen. Bei der Kathodenplatte 20 ist dies genau entgegengesetzt ausgeformt. Die profilierten Seiten der Anoden- und Kathodenplatte 19, 20 sowie deren einander zugewandte Seiten 28, 29, in die die Teilkühlmittelkanälen 23a, 23b eingebracht sind, sind planparallel ausgebildet.
Die Anodengaskanäle 22 und die Kathodengaskanäle 21 sowie die Kühlmittelkanäle 23 sind wannenartig gestaltet mit Flankenwinkeln, die kleiner als 90° sind. Bezugszeichenliste
10 Bipolarplatte
1 1 Anodeneinlassöffnung
12 Anodenauslassöffnung
13 Kathodeneinlassöffnung
14 Kathodenauslassöffnung
15 Kühlmitteleinlassöffnung
16 Kühlmittelauslassöffnung
17 Kathodenseite
18 Anodenseite
19 Anodenplatte
20 Kathodenplatte
21 Kathodengaskanal
22 Anodengaskanal
23 Kühlmittelkanal
23a 23b Teilkühlmittelkanäle
24 Dichtung
25 Membran-Elektroden-Einheit
26 erste Seite
27 zweite Seite
28, 29 Seite
AA Aktiver Bereich (Reaktionsbereich, active area)
IA Inaktiver Bereich (inactive area)
SA Versorgungsbereich (supply area)
DA Verteilerbereich (distribution area)
H Höhe
B Breite

Claims

Patentansprüche
Bipolarplatte (10) für eine Brennstoffzelle umfassend eine Anodenplatte (19) und eine Kathodenplatte (20), jeweils aufweisend einen aktiven Bereich (AA) sowie zwei
Versorgungsbereiche (SA) zur Zu- und Ableitung von Betriebsmedien zu oder aus dem aktiven Bereich (AA), wobei die Versorgungsbereiche (SA) jeweils einen Anodengasport (1 1 , 12) zur Zu- oder Abführung von Brennstoff, einen Kathodengasport (13, 14) zur Zu- oder Abführung von Oxidationsmittel sowie einen Kühlmittelport (15, 16) zur Zu- oder Abführung von Kühlmittel aufweisen, und wobei die Anodenplatte (19) Anodengaskanäle (22) und die Kathodenplatte (20) Kathodengaskanale (21 ) aufweist, die jeweils als offene rinnenartige Kanalstrukturen ausgebildet sind und derart übereinander angeordnet und ausgeformt sind, dass Anodenplatte (19) und Kathodenplatte (20) in den aneinander grenzenden Seiten (28, 29) Kühlmittelkanäle (23 ), welche die Kühlmittelports (15, 16) beider Versorgungsbereiche (SA) verbinden, ausformen, dadurch gekennzeichnet, dass Höhe (H) und/oder Breite (B) der Kathodengaskanale (21 ) von einer ersten Seite (26) des aktiven Bereichs (AA) zur einer zweiten Seite (27) des aktiven Bereichs (AA) zunimmt oder zunehmen und Höhe (H) und/oder Breite (B) der Anodengaskanäle (22) von der ersten Seite (26) des aktiven Bereichs (AA) zu der zweiten Seite (27) des aktiven Bereichs (AA) abnimmt oder abnehmen, wobei die Querschnittsfläche und/oder der hydraulische
Durchmesser der Kathodengaskanäle (21 ) zunimmt und die Querschnittsfläche und/oder der hydraulische Durchmesser der Anodengaskanäle (22) abnimmt.
Bipolarplatte (10) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Bipolarplatte (10) rechteckig ist.
Bipolarplatte (10) nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,
dass die voneinander abgewandten Seiten der Anodenplatte (19) und der Kathodenplatte
(20) planparallel zueinander sind.
Bipolarplatte (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
dass die einander zugewandten Seiten der Anodenplatte (19) und der Kathodenplatte (20) planparallel sind und planparallel zu den voneinander abgewandten Seiten der
Anodenplatte (19) und der Kathodenplatte (20) sein können.
5. Bipolarplatte (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsfläche und/oder der hydraulische Durchmesser der Kühlmittelkanäle (23) im aktiven Bereich (AA) konstant ist oder sind.
6. Bipolarplatte (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
dass eine Querschnittsfläche und/oder ein hydraulischer Durchmesser der Kühlmittelkanäle (23) entlang des aktiven Bereichs (AA) gleich ist
7. Bipolarplatte (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Teilquerschnittsfläche und/oder ein hydraulischer Teildurchmesser von in der Anodenplatte (19) ausgebildeten Teilkühlmittelkanälen (23a) von der ersten Seite (26) des aktiven Bereichs (AA) zu der zweiten Seite (27) des aktiven Bereichs (AA) zunimmt oder zunehmen, wobei die Teilquerschnittsfläche und/oder der hydraulische Teildurchmesser von in der Kathodenplatte (20) ausgebildeten Teilkühlmittelkanälen (23b) abnimmt oder abnehmen.
8. Brennstoffzellenstapel (10), dadurch gekennzeichnet, dass der Brennstoffzellenstapel (10) zumindest eine Bipolarplatte (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 aufweist.
9. Fahrzeug mit einem Brennstoffzellensystem (100), das einen Brennstoffzellenstapel (10) nach Anspruch 8 aufweist.
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