(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池（２）のためのバイポーラプレート（４０）であって、第１の電極（２１）に燃料を分配するための第１の分配領域（１５０）を備えた第１の分配構造（５０）と、第２の電極（２２）に酸化剤を分配するための第２の分配領域（１６０）を備えた第２の分配構造（６０）と、前記第１の分配構造（５０）と前記第２の分配構造（６０）との間に配置された、冷却剤を通過させて通すための第３の分配領域（１７０）を備えた第３の分配構造（７０）とを有しており、前記第３の分配領域（１７０）が、流体密な第１の内側の分離層（８５）によって前記第１の分配領域（１５０）から分離されていて、流体密な第２の内側の分離層（８６）によって前記第２の分配領域（１６０）から分離されている形式のものにおいて、
前記第３の分配領域（１７０）が、前記第１の内側の分離層（８５）から前記第２の内側の分離層（８６）まで延在する複数の支柱（７５）によって貫通されており、
前記バイポーラプレート（４０）が直方体状に構成されており、前記バイポーラプレート（４０）の上面（４２）およびこの上面に向き合う底面（４３）が流体透過性に構成されており、前記第１の分配領域（１５０）が前記底面（４３）に隣接していて、前記第２の分配領域（１６０）が前記上面（４２）に隣接しており、
前記第１の分配構造（５０）および前記第２の分配構造（６０）が、それぞれ多孔質の発泡材（８０）より形成されており、前記流体密な第１の内側の分離層（８５）が前記第１の分配構造（５０）の前記多孔質の発泡材（８０）と一体的に構成されていて、前記流体密な第２の内側の分離層（８６）が、前記第２の分配構造（６０）の前記多孔質の発泡材（８０）と一体的に構成されていることを特徴とする、燃料電池のためのバイポーラプレート（４０）。
【請求項２】
前記第１の分配構造（５０）および／または前記第２の分配構造（６０）の前記多孔質の発泡材（８０）が不均質に構成されていて、変化する多孔性を有していることを特徴とする、請求項１記載のバイポーラプレート（４０）。
【請求項３】
前記底面（４３）の近傍における前記第１の分配構造（５０）の前記多孔質の発泡材（８０）の多孔性が、前記第１の内側の分離層（８５）の近傍におけるよりも低く、および／または前記上面（４２）の近傍における前記第２の分配構造（６０）の前記多孔質の発泡材（８０）の多孔性が、前記第２の内側の分離層（８６）の近傍におけるよりも低いことを特徴とする、請求項１または２記載のバイポーラプレート（４０）。
【請求項４】
前記バイポーラプレート（４０）の互いに向き合う２つの側面（４５，４６）がそれぞれ全面的に、流体密な外側の分離層（８２）によって形成されていて、前記多孔質の発泡材（８０）と一体的に構成されており、および／または前記バイポーラプレート（４０）の互いに向き合う２つの端面（４７，４８）がそれぞれ全面的に、流体密な外側の分離層（８２）によって形成されていて、前記多孔質の発泡材（８０）と一体的に構成されていることを特徴とする、請求項１から３までのいずれか１項記載のバイポーラプレート（４０）。
【請求項５】
前記第１の分配構造（５０）の前記多孔質の発泡材（８０）、および／または前記第２の分配構造（６０）の前記多孔質の発泡材（８０）が、金属製の材料より製造されていることを特徴とする、請求項１から４までのいずれか１項記載のバイポーラプレート（４０）。
【請求項６】
前記第１の内側の分離層（８５）および／または前記第２の内側の分離層（８６）が、波形に構成されていることを特徴とする、請求項１から５までのいずれか１項記載のバイポーラプレート（４０）。
【請求項７】
前記支柱（７５）が多孔質の材料より製造されていることを特徴とする、請求項１から６までのいずれか１項記載のバイポーラプレート（４０）。
【請求項８】
前記支柱（７５）が中実の材料より製造されていることを特徴とする、請求項１から６までのいずれか１項記載のバイポーラプレート（４０）。
【請求項９】
燃料電池（２）において、薄膜（１８）によって互いに分離された第１の電極（２１）および第２の電極（２２）を備えた少なくとも１つの薄膜電極ユニット（１０）、および請求項１から８までのいずれか１項記載の少なくとも１つのバイポーラプレート（４０）を有する、燃料電池（２）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池のためのバイポーラプレートであって、第１の電極に燃料を分配するための第１の分配領域を備えた第１の分配構造と、第２の電極に酸化剤を分配するための第２の分配領域を備えた第２の分配構造と、第１の分配構造と第２の分配構造との間に配置された、冷却剤を通過させて通すための第３の分配領域を備えた第３の分配構造とを有しており、この場合、第３の分配領域が、流体密な第１の内側の分離層によって第１の分配領域から分離されていて、流体密な第２の内側の分離層によって第２の分離領域から分離されている形式のものに関する。本発明は、また少なくとも１つの本発明によるバイポーラプレートを有する燃料電池にも関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池は、連続的に供給される燃料および酸化剤の化学的な反応エネルギを電気エネルギに変換するガルヴァーニ電池である。つまり、燃料電池は電気化学的なエネルギ変換器である。公知の燃料電池においては、特に水素（Ｈ２）および酸素（Ｏ２）が水（Ｈ２Ｏ）中で電気エネルギおよび熱に変換される。
【０００３】
特に陽子交換膜（Ｐｒｏｔｏｎ−Ｅｘｃｈａｎｇｅ−Ｍｅｍｂｒａｎ＝ＰＥＭ）−燃料電池が公知である。陽子交換膜−燃料電池は、陽子つまり水素イオンを透過させる、中央に配置された薄膜を有している。これによって、酸化剤、特に空中酸素は、燃料特に水素から空間的に分離されている。
【０００４】
陽子交換膜−燃料電池は、さらに陽極および陰極を有している。燃料は燃料電池の陽極に供給され、触媒作用により電子を放出して陽子に酸化される。陽子は薄膜を通って陰極に達する。放出された電子は燃料電池から導出され、外部の回路を経由して陰極へ流れる。
【０００５】
酸化剤は燃料電池の陰極に供給されて、外部の回路を経由した電子と、薄膜を通って陰極に到達した陽子とを取り込むことによって反応して水になる。このようにして生成された水は燃料電池から導出される。全体反応は次の通りである：
Ｏ２＋４Ｈ＋＋４ｅ−→２Ｈ２Ｏ
【０００６】
この場合、燃料電池の陽極と陰極との間に電圧が印加する。電圧を大きくするために、複数の燃料電池が、機械的に相前後して１つの燃料電池スタックを形成するように配置され、電気的に直列接続される。
【０００７】
燃料を陽極に均等に分配するために、並びに酸化剤を陰極に均等に分配するために、バイポーラプレートとも呼ばれるガス分配プレートが設けられている。バイポーラプレートは、燃料並びに酸化剤を電極に分配するための、例えば通路状の構造を有している。通路状の構造はさらに、反応時に生成される水を導出するために用いられる。バイポーラプレートはさらに、熱を排出するために、燃料電池を通過して冷却液を通過させて通すための構造を有していてよい。
【０００８】
陽極に燃料を分配するための、並びに陰極に酸化剤を分配するための分配構造を備えたバイポーラプレートも公知であって、この分配構造は多孔質の発泡材を有している。この場合、発泡材は、供給された反応ガス並びに、反応時に生成される水が通って流れることができるような多孔性を有している。
【０００９】
特許文献１からも、燃料電池スタックのためのバイポーラプレートが公知である。バイポーラプレートは分配構造を有しており、この分配構造は、金属製の発泡材より製造されていて、反応ガスを燃料電池スタックに導入するために、並びに反応時に生成される水を導出するために用いられる。バイポーラプレートはさらに、金属製の発泡材から製造されていて冷却液を通過させて通すために用いられる分配構造を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】独国特許出願公開第１０２０１３２２３７７６号明細書
【発明の概要】
【００１１】
燃料電池のためのバイポーラプレートが提案されており、このバイポーラプレートは、第１の電極に燃料を分配するための第１の分配領域を備えた第１の分配構造と、第２の電極に酸化剤を分配するための第２の分配領域を備えた第２の分配構造と、第１の分配構造と第２の分配構造との間に配置された、冷却剤を通過させて通すための第３の分配領域を備えた第３の分配構造とを有している。この場合、第３の分配領域は、流体密な第１の内側の分離層によって第１の分配領域から分離されていて、流体密な第２の内側の分離層によって第２の分配領域から分離されている。
【００１２】
流体密とは、これに関連して、内側の分離層が、燃料電池に供給されたガス状の燃料、燃料電池に供給されたガス状の酸化剤、並びに燃料電池から導出された水を透過させない、という意味である。特に、内側の分離層は冷却剤も透過させない。
【００１３】
本発明によれば、第３の分配領域が、第１の内側の分離層から第２の内側の分離層まで延在する複数の支柱によって貫通されている。これらの支柱は、冷却剤が第１の分配構造および第２の分配構造から熱を最適に吸収することができるように、第３の分配領域内に配置されている。これらの支柱は、例えば円形、楕円形、滴形、三角形または多角形の任意の横断面を有していてよい。これらの支柱は、対称的並びに非対称的に配置されていてもよい。
【００１４】
好適な形式で、バイポーラプレートは直方体状に構成されており、バイポーラプレートの上面およびこの上面に向き合う底面が流体透過性に構成されている。この場合、第１の分配領域が底面に隣接していて、第２の分配領域が上面に隣接している。流体透過性の底面を通って、燃料が第１の電極に達することができる。流体透過性の上面を通って、酸化剤が第２の電極に達することができる。
【００１５】
本発明の好適な実施態様によれば、第１の分配構造および第２の分配構造が、それぞれ多孔質の発泡材より形成されており、この場合、流体密な第１の内側の分離層が第１の分配構造の多孔質の発泡材と一体的に構成されていて、流体密な第２の内側の分離層が、第２の分配構造の多孔質の発泡材と一体的に構成されている。
【００１６】
このような発泡材は例えば溶融冶金的な製造プロセスによって製造可能である。この場合、まずスペース保持体としての多孔質の成形体が、例えばポリウレタン等の材料から作成される。スペース保持体は、その内室内に開放多孔質の空間が生じていて、若干の側面がスペース保持体材料から完全に解放されているように構成される。開放多孔質の内室はさらに、２つの自由空間によって分割される。端部領域は部分的に自由な空間によっても形成されるので、媒体をシールするために必要な仕切り壁が後から生じ得る。次いで成形体は、液状の封止材で鋳包まれる。液状の封止材は例えば金属溶融物である。この場合、封止材は、成形体の開放多孔性の空間内、若しくは自由な端部空間内、内部空間内および側面空間内に侵入し、硬化後に開放多孔質の発泡材若しくは１０乃至１００μｍの厚さを有する流体密な分離層を形成する。次いでスペース保持体材料は洗浄または焼き払いによって取り除かれる。
【００１７】
発泡材の製造プロセスによってすべての面が流体な分離層によって閉鎖された場合、次いでこの分離層は底面並びに上面から取り除かれる。
【００１８】
本発明の好適な実施態様によれば、第１の分配構造および／または第２の分配構造の多孔質の発泡材が不均質に構成されていて、変化する多孔性を有している。この場合、多孔性とは、多孔質の発泡材の全体積に対する中空室体積の割合と理解される。従って、より多くのおよびより大きい中空室が発泡材内に存在すればするほど、多孔性は大きくなる。
【００１９】
好適な形式で、底面の近傍における第１の分配構造の多孔質の発泡材の多孔性は、第１の内側の分離層の近傍におけるよりも低い。同様に、上面の近傍における第２の分配構造の多孔質の発泡材の多孔性は、第２の内側の分離層の近傍におけるよりも低い。
【００２０】
好適には、バイポーラプレートの互いに向き合う２つの側面がそれぞれ全面的に、流体密な外側の分離層によって形成されていて、多孔質の発泡材と一体的に構成されている。同様に、バイポーラプレートの互いに向き合う２つの端面がそれぞれ全面的に、流体密な外側の分離層によって形成されていて、多孔質の発泡材と一体的に構成されているのが好ましい。
【００２１】
また、燃料を第１の電極に到達させ、並びに酸化剤を第２の電極に到達させる流体透過性の領域が、少なくとも部分的に側面に並びに端面に配置されていることも考えられる。
【００２２】
好適な形式で、第１の分配構造の多孔質の発泡材並びに第２の分配構造の多孔質の発泡材は金属材料より製造されている。従って、分配構造は導電性である。
【００２３】
本発明の好適な発展形態によれば、第１の内側の分離層および／または第２の内側の分離層が波形に構成されている。
【００２４】
第１の内側の分離層および／または第２の内側の分離層は、つまり平坦または平らに構成されているのではなく、バイポーラプレートの上面並びに底面に対して変化する間隔を保っている。
【００２５】
第３の分配領域内の支柱は、例えば多孔質の材料より製造されていてよい。特に支柱は、第１の分配構造および第２の分配構造と同様に、多孔質の発泡材から形成されていてよい。
【００２６】
しかしながら、第３の分配領域内の支柱が、中実の材料より製造されていて、従って多孔性を有していなくてもよい。
【００２７】
燃料電池も提案されており、この燃料電池は、薄膜によって互いに分離された第１の電極および第２の電極を備えた少なくとも１つの薄膜電極ユニットと、少なくとも１つの本発明によるバイポーラプレートとを有している。特に、燃料電池は、薄膜電極ユニットの両側にそれぞれ１つのバイポーラプレートが接続するように構成されている。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によるバイポーラプレートにおいては、第３の分配構造内での冷却剤への最適な放熱が保証されている。第３の分配構造内の第３の分配領域の本発明による実施態様によって、第３の分配領域の貫流時における冷却剤の最小の圧力損失が得られる。これによって、冷却剤ポンプ、特に冷却剤をバイポーラプレートを通して圧送する冷却剤ポンプの出力に対する要求は低くなる。燃料並びに酸化剤を分配するための不均質に構成された分配構造によって、この分配構造は、ガス拡散層の機能を引き受けることができる。従って、別個のガス拡散層は必要ない。バイポーラプレートは、優れた電気的および熱的な伝導性も有している。本発明のバイポーラプレートにより、燃料並びに酸化剤の分配、および反応によって生成される水の搬出が、最適となる。さらに、バイポーラプレート並びに燃料電池スタックを製造するための費用は比較的安い。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】複数の燃料電池を有する燃料電池スタックの概略図である。
【図２】図１に示した燃料電池スタックのバイポーラプレートの断面図である。
【図３】図２に示したバイポーラプレートの断面図である。
【図４】第１の分配構造の一部の拡大図である。
【図５】第２の分配構造の一部の拡大図である。
【図６】変化実施例による、図１に示した燃料電池スタックのバイポーラプレートの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
本発明の実施例を図面および以下の記述を用いて詳しく説明する。
【００３１】
本発明の実施例の以下の説明中、同じまたは類似の構成要素には同じ符号が付けられており、この場合、これらの個々の構成要素の繰り返しの説明は省かれる。図面は本発明の対象を概略的に示しているだけである。
【００３２】
図１は、複数の燃料電池２を有する燃料電池スタック５の概略図を示す。各燃料電池２は薄膜電極ユニット１０を有しており、薄膜電極ユニット１０は、第１の電極２１と第２の電極２２と薄膜１８とを含有している。２つの電極２１，２２は、薄膜１８の互いに反対側に配置されており、従って薄膜１８によって互いに分離されている。第１の電極２１は、以下では陽極２１とも呼ばれ、第２の電極２２は以下では陰極２２とも呼ばれる。薄膜１８はポリマー電解質薄膜として構成されている。薄膜１８は、水素イオンつまりＨ＋イオンを透過する。
【００３３】
各燃料電池２はさらに２つのバイポーラプレート４０を有しており、これらのバイポーラプレート４０は両側が薄膜電極ユニット１０に接続している。ここに図示された、燃料電池スタック５内の複数の燃料電池２の配置において、各バイポーラプレート４０は、互いに隣接して配置された２つの燃料電池２に属するものであるとみなされてよい。
【００３４】
バイポーラプレート４０は、陽極２１に面した、燃料を分配するためのそれぞれ１つの第１の分配構造５０を有している。バイポーラプレート４０は、陰極２２に面した、酸化剤を分配するためのそれぞれ１つの第２の分配構造６０も有している。第２の分配構造６０は同時に、燃料電池２内での反応時に生成される水を導出するためにも用いられる。
【００３５】
バイポーラプレート４０はさらに、第１の分配構造５０と第２の分配構造６０との間に配置された第３の分配構造７０を有している。第３の分配構造７０は、バイポーラプレート４０を通過させて冷却剤を通し、ひいては燃料電池２および燃料電池スタック５を冷却するために用いられる。
【００３６】
第１の分配構造５０と第３の分配構造７０とは、第１の内側の分離層８５によって互いに分離されている。第２の分配構造６０と第３の分配構造７０とは、第２の内側の分離層８６によって互いに分離されている。バイポーラプレート４０の内側の分離層８５，８６は流体密に構成されている。
【００３７】
燃料電池２の運転中、燃料は第１の分配構造５０を経由して陽極２１に導かれる。同様に、酸化剤は第２の分配構造６０を経由して陰極２２に導かれる。燃料、ここでは水素は、陽極２１で触媒作用により電子を放出して陽子に酸化される。陽子は薄膜１８を通って陰極２２に達する。放出された電子は、分配構造５０，７０，６０を通って隣接する燃料電池２の陰極２２に流れるか、若しくは一方の縁部に存在する燃料電池２の陽極２１から外部の回路を経由して、他方の縁部に存在する燃料電池２の陰極２２に流れる。酸化剤、ここでは空中酸素は、このようにして送られた電子と、薄膜１８を通って陰極２２に到達した陽子とを取り込むことによって反応して水になる。
【００３８】
図２は、図１に示した燃料電池スタック５のバイポーラプレート４０の断面図を示す。バイポーラプレート４０は、第１の供給路１５１、第２の供給路１６１および第３の供給路１７１によって貫通されている。バイポーラプレート４０は、第１の導出路１５２、第２の導出路１６２および第３の導出路１７２によっても貫通されている。図面では、第１の分配構造５０は第１の供給路１５１および第１の導出路１５２を通って断面されていて、第２の分配構造６０は第２の供給路１６１および第２の導出路１６２を通って断面されていて、第３の分配構造７０は第３の供給路１７１および第３の導出路１７２を通って断面されている。
【００３９】
第１の分配構造５０は、金属材料より製造された多孔質の発泡材８０から形成されている。第１の分配構造５０は、燃料を陽極２１に分配するための中央に配置された第１の分配領域１５０を有している。第１の分配領域１５０は、第１の供給路１５１および第１の導出路１５２に接続されている。流体密の第１の内側の分離層８５は、第１の分配構造５０の多孔質の発泡材８０と一体的に構成されている。
【００４０】
第２の分配構造６０は、金属材料より製造された多孔質の発泡材８０によって形成されている。第２の分配構造６０は、酸化剤を陰極２２に分配するための中央に配置された第２の分配領域１６０を有している。第２の分配領域１６０は、第２の供給路１６１および第２の導出路１６２に接続されている。流体密の第２の内側の分離層８６は、第２の分配構造６０の多孔質の発泡材８０と一体的に構成されている。
【００４１】
第３の分配構造７０は、冷却剤を通過させて通すための中央に配置された第３の分配領域１７０を有している。第３の分配領域１７０は、第３の供給路１７１および第３の導出路１７２に接続されている。第３の分配領域１７０は概ね中空に構成されている。第３の分配領域１７０は、第１の内側の分離層８５から第２の内側の分離層８６まで延在する複数の支柱７５によって貫通されている。複数の支柱７５は、ここでは中実の材料、特に金属より製造されている。複数の支柱は、多孔質の材料、例えば発泡材８０から製造されていてもよい。
【００４２】
フィールドプレート４０は直方体状に構成されていて、上面４２と、これに向き合う底面４３と、第１の端面４７と、これに向き合う第２の端面４８と、ここでは見えていない第１の側面４５と、これと向き合う、ここでは見えていない第２の側面４６とを有している。上面４２および底面４３は、互いに平行に延在していて、ここでは内側の分離層８５，８６に対しても平行に延在している。上面４２および底面４３は、端面４７，４８に対して直角に、また側面４５，４６に対して直角に延在している。端面４７，４８は、側面４５，４６に対して直角に延在している。
【００４３】
第１の分配領域１５０は底面４３に隣接しており、底面４３は流体透過性に構成されている。第１の供給路１５１は、燃料を導入するために用いられる。第１の導出路１５２は、不必要な燃料を導出するために用いられる。燃料は、第１の流れ方向５１で第１の供給路１５１を通って第１の分配領域１５０内に流入する。ここから、燃料の一部は底面４３を通って、ここでは図示していない陽極２１まで流れる。燃料のその他の部分は、第１の導出路１５２を通って第１の分配構造５０から流出する。
【００４４】
第２の分配領域１６０は、流体透過性に構成された上面４２に隣接している。第２の供給路１６１は酸化剤を導入するために用いられる。第２の導出路１６２は、不必要な酸化剤を導出するために用いられる。酸化剤は、第２の流れ方向６１で、第２の供給路１６１を通って第２の分配領域１６０内に流入する。ここから、酸化剤の一部は、上面４２を通ってここでは図示していない陰極２２に向かって流れる。酸化剤のその他の部分は、第２の導出路１６２を通って第２の分配構造６０から流出する。
【００４５】
第３の供給路１７１は、冷却剤を導入するために用いられる。第３の導出路１７２は、冷却剤を導出するために用いられる。冷却剤は、第３の流れ方向７１で、第３の供給路１７１を通って第３の分配領域１７０内に流入し、第３の導出路１７２を通って第３の分配構造７０から流出する。
【００４６】
バイポーラプレート４０は組み立てニップル１６７，１６８を有しており、これらの組み立てニップル１６７，１６８は、第２の分配構造６０から突き出していて、ここでは中空円筒形に構成されている。第１の組み立てニップルは第１の供給路１５１から突き出し、第２の組み立てニップルは第１の導出路１５２から突き出し、第３の組み立てニップル１６７は第２の供給路１６１から突き出し、第４の組み立てニップル１６８は第２の導出路１６２から突き出し、第５の組み立てニップルは第３の供給路１７１から突き出し、また第６の組み立てニップルは第３の導出路１７２から突き出している。ここに示した図面では、第３の組み立てニップル１６７および第４の組み立てニップル１６８だけが見えている。組み立てられた燃料電池スタック５において、組み立てニップル１６７，１６８は、供給路１５１，１６１，１７１内、および隣接するバイポーラプレート４０の導出路１５２，１６２，１７２内に突入している。
【００４７】
図３は、バイポーラプレート４０、特に第３の分配構造７０の、図２の切断線Ａ−Ａに沿った断面図を示す。第３の分配構造７０は、供給路１５１，１６１，１７１の近傍および導出路１５２，１６２，１７２の近傍で、多孔質の発泡材８０より形成された領域を有している。
【００４８】
供給路１５１，１６１，１７１は、流体密の分離壁８８によって互いに分離されており、この分離壁８８は、多孔質の発泡材８０と一体的に構成されている。導出路１５２，１６２，１７２も流体密の分離壁８８によって互いに分離されており、この分離壁８８は、多孔質の発泡材８０と一体的に構成されている。側面４５，４６および端面４７，４８はそれぞれ全面的に、流体密な外側の分離層８２によって形成されている。この場合、側面４５，４６および端面４７，４８の外側の分離層８２は、多孔質の発泡材８０と一体的に構成されている。内側の分離層８５，８６は、外側の分離層８２に移行している。分離壁８８は、内側の分離層８５，８６および外側の分離層８２に移行している。
【００４９】
第１の導出路１５２は、第１の供給路１５１に関連して燃料の最適な流れが可能となるように配置されている。例えば、第１の供給路１５１および第１の導出路１５２は、第１の分配構造５０の対角線上で向かい合う角隅に配置されている。第２の導出路１６２は、第２の供給路１６１に関連して酸化剤の最適な流れが可能となるように配置されている。例えば、第２の供給路１６１および第２の導出路１６２は、第２の分配構造６０の対角線上で向かい合う角隅に配置されている。
【００５０】
図４は、第１の分配構造５０の一部の拡大図を示す。第１の分配構造５０の多孔質の発泡材８０は、不均質に構成されていて、変化する多孔性を有している。底面４３の近傍における多孔質の発泡材８０の多孔性は、第１の内側の分離層８５の近傍におけるよりも低い。
【００５１】
図５は、第２の分配構造６０の一部の拡大図を示す。第２の分配構造６０の多孔質の発泡材８０は、不均質に構成されていて、変化する多孔性を有している。上面４２の近傍における第２の分配構造６０の多孔質の発泡材８０の多孔性は、第２の内側の分離層８６の近傍におけるよりも低い。
【００５２】
図６は、変化実施例による、図１の燃料電池スタックのバイポーラプレート４０の断面図を示す。ここに示された、変化実施例によるバイポーラプレート４０は広範囲にわたって、図２に示したバイポーラプレート４０に相当する。以下では、相違点についてのみ説明する。
【００５３】
この場合、第２の内側の分離層８６は、平坦または平らではなく、波形に構成されている。従って、第２の内側の分離層８６は、上面４２およびバイポーラプレート４０の底面４３に対して、第３の分配領域１７０に沿って変化する間隔を有している。第１の内側の分離層８５はここでは平坦に構成されているが、やはり波形に構成されていてよい。
【００５４】
内側の分離層８５，８６の相応の構成によって、第１の分配領域１５０内の燃料の流れ、並びに第２の分配領域１６０内の酸化剤の流れに影響を及ぼすことができる。
【００５５】
本発明は、ここに記載した実施例およびこの実施例で強調された態様に限定されるものではない。むしろ、請求項によって記載された範囲内で、専門家による取り扱いの枠内にある多くの変化実施例が可能である。
【符号の説明】
【００５６】
２  燃料電池
５  燃料電池スタック
１０  薄膜電極ユニット
１８  薄膜
２１  第１の電極、陽極
２２  第２の電極、陰極
４０  バイポーラプレート
４２  上面
４３  底面
４５  第１の側面
４６  第２の側面
４７  第１の端面
４８  第２の端面
５０  第１の分配構造
５１  第１の流れ方向
６０  第２の分配構造
６１  第２の流れ方向
７０  第３の分配構造
７５  支柱
８０  多孔質の発泡材
８２  外側の分離層
８５  第１の内側の分離層
８６  第２の内側の分離層
１５０  第１の分配領域
１５１  第１の供給路
１５２  第１の導出路
１６０  第２の分配領域
１６１  第２の供給路
１６２  第２の導出路
１６７  第３の組み立てニップル
１６８  第４の組み立てニップル
１７０  第３の分配領域
１７１  第３の供給路
１７２  第３の導出路
Ａ−Ａ  切断線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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