BIPOLAR PLATE AND METHOD FOR OPERATING A FUEL CELL SYSTEM

• Main Author: ZWAHR, Sebastian
• Format: Patent
• Language: English; French; German
• Published: 08.12.2022
• Subjects: BASIC ELECTRIC ELEMENTS; ELECTRICITY; PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSIONOF CHEMICAL INTO ELECTRICAL ENERGY

Eine Bipolarplatte (1 ) für ein Brennstoffzellensystem ist aus zwei aufeinander liegenden, rechteckigen geprägten Halbblechen (2, 3) gebildet und weist an einer Schmalseite der Halbbleche (2, 3) drei nebeneinander angeordnete Ports (6, 7, 8) in einem Fluideinströmbereich auf, nämlich einen Wasserstoff-Port (7), einen Kühlmittel-Port (6) und einen Luft-Port (8), wobei der Kühlmittel-Port (6) zwischen dem Wasserstoff-Port (7) und dem Luft-Port (8) angeordnet ist, sowie mit ein durch eines der Halbbleche (2, 3) gebildetes anodenseitiges Aktivfeld (13) und ein durch das andere Halbblech (3, 2) gebildetes kathodenseitiges Aktivfeld (13), wobei zwischen den Ports (6, 7, 8) und der Aktivfläche (13) Strukturen zur Verteilung der Fluide, das heißt Wasserstoff, Kühlmittel und Luft, gebildet sind, die, ausgehend von den Ports (6, 7, 8) in Richtung zum Aktivfeld (13), folgende Abschnitte (10, 11, 12) umfassen: Ein erstes Verteilerfeld (10), welches als Sammler für das jeweilige Fluid ausgebildet ist, der sich ausgehend vom Kühlmittel-Port (6) in Richtung des Aktivfeldes (13) in seiner Breite über den mittleren dieser drei Ports (6) hinaus bis zu den beiden äußeren Ports (7, 8) erstreckt, ein zweites, in Kanalform strukturiertes Verteilerfeld (11 ), und ein entsprechend dem ersten Verteilerfeld (10) als Sammler ausgebildetes drittes Verteilerfeld (12), welches an das Aktivfeld (13) grenzt. A bipolar plate (1) for a fuel cell system is made of two rectangular embossed half-plates (2, 3), which lie against each other, and has three ports (6, 7, 8), namely a hydrogen port (7), a coolant port (6), and an air port (8), arranged next to one another on the narrow face of the half-plates (2, 3) in a fluid inflow region, wherein the coolant port (6) is arranged between the hydrogen port (7) and the air port (8). The bipolar plate also comprises an anode-side active field (13) which is formed by one of the half-plates (2, 3) and a cathode-side active field (13) which is formed by the other half-plate (3, 2), wherein structures for distributing the fluids, namely hydrogen, coolant, and air, are formed between the ports (6, 7, 8) and the active surface (13), said structures comprising the following sections (10, 11, 12) starting from the ports (6, 7, 8) in the direction of the active field (13): a first distributor field (10) which is designed in the form of a collector for the respective fluid, said collector having a width which extends from the coolant port (6) in the direction of the active field (13) beyond the central port of the three ports (6) and to the two outer ports (7, 8); a second distributor field (11) which has a channel-shaped structure; and a third distributor field (12) which is designed in the form of a collector so as to correspond to the first distributor field (10) and which adjoins the active field (13). L'invention concerne une plaque bipolaire (1) pour un système de pile à combustible, laquelle comporte deux demi-tôles (2, 3) estampées rectangulaires superposées et présente sur un petit côté des demi-tôles (2, 3) trois orifices (6, 7, 8) disposés les uns à côté des autres dans une zone d'entrée de fluide, à savoir un orifice pour hydrogène (7), un orifice pour fluide de refroidissement (6) et un orifice pour air (8), l'orifice pour fluide de refroidissement (6) étant agencé entre l'orifice pour hydrogène (7) et l'orifice pour air (8), ainsi qu'un champ actif (13) côté anode formé par une des demi-tôles (2, 3) et un champ actif (13) côté cathode formé par l'autre demi-tôle (3, 2), des structures de répartition des fluides, c'est-à-dire de l'hydrogène, du liquide de refroidissement et de l'air, étant formées entre les orifices (6, 7, 8) et la surface active (13), lesdites structures comprenant les parties (10, 11, 12) suivantes à partir des orifices (6, 7, 8), en direction du champ actif (13) : un premier champ de répartition (10) qui est conçu comme collecteur pour le fluide respectif et qui s'étend en largeur, de l'orifice pour fluide de refroidissement (6) en direction du champ actif (13), au-delà de l'orifice central (6) de ces trois orifices jusqu'aux deux orifices extérieurs (7, 8), un deuxième champ de répartition (11) structuré en forme de canal et un troisième champ de répartition (12) conçu comme collecteur de manière correspondante au premier champ de répartition (10), lequel troisième champ de répartition jouxte le champ actif (13).