Patent DE-102015119236-B4 (DE)
Title: Brennstoffzelle mit gitterförmigem Kathodendurchgang
Inventor: NAKAJI HIROYA
IPC: H01M8/0258
Filed: 2015-11-09
Granted: 2023-12-07
Abstract: Brennstoffzelle, die dadurch charakterisiert ist, das sie aufweist:eine Membran-Elektroden-Anordnung (110D), die eine Elektrolytmembran und Elektroden enthält, die mit den Membranflächen der Elektrolytmembran verbunden sind;ein anodenseitiger Durchgangsaufbauabschnitt (120), der ein Brenngaszuführloch (102IN) und ein Brenngasauslassloch (102OT) aufweist, und der einen Anodendurchgang (200) bildet, der ein Brenngas zu einer der Elektroden der Membran-Elektroden-Anordnung (110D) als ein Serpentinendurchgang zuführt, in dem eine Strömungsrichtung des Brenngases mehrere Male umgekehrt wird, wobei sich der Anodendurchgang (200) von dem Brenngaszuführloch (102IN) bis zu dem Brenngasauslassloch (102OT) erstreckt; undein kathodenseitiger Durchgangsaufbauabschnitt (130), der ein Oxidationsgaszuführloch (104IN) und ein Oxidationsgasauslassloch (104OT) aufweist, und der einen Kathodendurchgang (152) bildet, der als ein gitterförmiger Durchgang das Oxidationsgas zerstreut und der das Oxidationsgas zu einer weiteren Elektrode der Membran-Elektroden-Anordnung (110D) zuführt, wobei sich der Kathodendurchgang (152) von dem Oxidationsgaszufuhrloch (104IN) bis zu dem Oxidationsgasauslassloch (104OT) erstreckt, wobei:der kathodenseitige Durchgangsaufbauabschnitt (130) mehrere einen Durchgang ausbildende Elementreihen (40) enthält, die nacheinander von dem Oxidationsgaszufiihrloch (104IN) bis zu dem Oxidationsgasauslassloch (104OT) entlang einer ersten Richtung geschaffen sind, die sich von dem Oxidationsgaszuführloch (104IN) bis zu dem Oxidationsgasauslassloch (104OT) erstreckt;eine jede der einen Durchgang ausbildenden Elementreihen (40) wird durch aufeinanderfolgendes Schaffen mehrerer Durchgänge ausgebildet, die Elemente (Em) entlang einer zweiten Richtung, die mit der ersten Richtung kreuzt, ausbilden;die mehreren einen Durchgang ausbildenden Elementreihen (40) werden nacheinander geschaffen, so dass sich eine Strömungsrichtung des Oxidationsgases, das in dem Kathodendurchgang (152) strömt, der als gitterförmiger Durchgang dient, sich in eine erste Neigungsrichtung und eine zweite Neigungsrichtung in jeder vorbestimmten Anzahl der den Durchgang ausbildenden Elementreihen (40) erstreckt, wobei die vorbestimmte Anzahl eine ganze Zahl von 2 oder mehr ist;die erste Neigungsrichtung ist bezüglich der ersten Richtung zu einer Seite geneigt, die zweite Neigungsrichtung ist bezüglich der ersten Richtung zu einer weiteren Seite geneigt, und die erste Neigungsrichtung und die zweite Neigungsrichtung sind bezüglich der ersten Richtung symmetrisch;ein Wendeinterval, an dem die Strömungsrichtung des Oxidationsgases zu einer ursprünglichen Richtung in einem stromaufwärtsseitigen Durchgangsbereich (Ru) an einer Seite des Oxidationsgaszuführlochs (104IN) zurückkehrt, ist anders als das Wendeinterval in einem stromabwärtsseitigen Durchgangsbereich (Rd) an einer Seite des Oxidationsgasauslasslochs gemacht, indem die vorbestimmte Anzahl in dem stromaufwärtsseitigen Durchgangsbereich (Ru) verschieden von der vorbestimmten Anzahl in dem stromabwärtsseitigen Durchgangsbereich (Rd) gemacht ist;ein Verhältnis zwischen dem Wendeinterval (Tu) in dem stromaufwärtsseitigen Durchgangsbereich (Ru) und dem Wendeinterval (Td) in dem stromabwärtsseitigen Durchgangsbereich (Rd) wird auf 1,1 : 1 bis 3 : 1 eingestellt; undder stromaufwärtsseitige Durchgangsbereich (Ru) überlappt mit dem am weitesten stromabwärtsseitigen Durchgangsabschnitt (Srd) des Anodendurchgangs (200), wodurch er als Serpentinendurchgang dient, der durch den anodenseitigen Durchgangsaufbauabschnitt (120) ausgebildet wird, wobei die Membran-Elektroden-Anordnung (110D) zwischen dem stromaufwärtsseitigen Durchgangsbereich (Ru) und dem am weitesten stromabwärtsseitigen Durchgangsabschnitt (Srd) eingefügt ist.