Patent EP-2795704-A2 (EP)
Title: Modifizierte planarzelle und stapel von elektrochemischen einrichtungen auf ihrer basis sowie verfahren zur herstellung der planarzelle und des stapels und eine form für die fertigung der planarzelle
Inventor: LIPILIN ALEKSANDR S
IPC: H01M8/24
Filed: 2012-12-20
Abstract: Die Erfindung bezieht sich auf eine modifizierte Planarzelle mit einem Festoxid- Festelektrolyt, einer gasdiffusen Anode, einer Kathode, einer Metall- oder Oxid- Strombahn und einer Strom-Gas-Zuführung. Der tragende Festelektrolyt der Zelle ist in Form einer wellenartigen Platte ausgebildet, die aus Wellen besteht. Die Wellen der Platte stellen im Querschnitt ein gleichschenkliges höhengleiches Trapez ohne größere untere Basis mit Löchern dar. Die Löcher sind an einer Seite im oberen Teil jeder Welle für die Zuführung von einem der Reagenzien, z. B. Brennstoff im Falle einer Brennstoffzelle, ausgebildet. Die Wellen untereinander sind an ihrer Basis ver- bunden, um Gasraum-Kanäle der Zelle zu bilden. Die Gasraum-Kanäle sind in Form von umgekehrten gleichschenkligen Trapezen ohne eine größere obere Basis ausgebildet und der Winkel α an ihrer kleineren Basis beträgt 0,1 bis 89,9°. Die wellenartige Platte ist mit zwei gegenüberliegenden Wänden, einer Vorder- und einer Hinterwand, verbunden. Diese ist senkrecht zu den Wellen der Platte angeordnet und da- mit höhengleich und mit Löchern versehen. Die Löcher einer Wand dienen für die Einführung eines zweiten Reagenz, z. B. Luft im Falle einer Brennstoffzelle, in jeden Kanal der Elektrodenumgebung in Form von umgekehrten gleichschenkligen Trapezen ohne die größere obere Basis und die Löcher der anderen gegenüberliegenden Wand für die Abführung der hypoxischen Mischung. Die wellenartige Platte des tra- genden Festelektrolyts ist an einer Seite der im Querschnitt ein gleichschenkliges Trapez ohne größere untere Basis darstellenden Gasraum-Kanäle mit einer Elektrode, z. B. Nickel-Kermet- Anode im Falle der Brennstoffzelle, beschichtet. An der Seite der Gasraum-Kanäle der Elektrodenumgebung, die in Form von umgekehrten gleichschenkligen Trapezen ohne die größere obere Basis ausgestaltet sind, ist die Platte mit einer zweiten Gegenelektrode, z. B. Kathode auf der Basis von Strontium- lanthan-Manganit, beschichtet. Die metallene kastenförmige Gaszufuhrleitung sorgt mit einer Reihe von Löchern für die Zuführung der Reagenzien und die Abführung der Reaktionsprodukte. Dabei fallen die Breite und die Länge der Gaszufuhrleitung mit denen der Zelle zusammen. Diese Löcher entsprechen den Löchern in den oberen Partien der Wellen der Zelle, die im Querschnitt ein gleichschenkliges Trapez ohne eine größere untere Basis darstellen, und gasdicht mit dem Umfang der Löcher verbunden sind. In der Pianarzelle ist ein gasdichter Raum für das durch ein Rohr zugeführte Reagenz, für seine gleichmäßige Verteilung über die Gasraum-Kanäle und den Austritt der Abgase durch einen ähnlichen Austrittsgassammler ausgebildet. Der Austrittsgassammler ist um 180° zur senkrechten Achse gedreht und gasdicht mit dem keramischen Teil am Umfang verbunden. Die mit Löchern versehenen Flachoberflächen der Gassammler sind mit den Elektroden verbunden. Gleichzeitig werden sie als Stromkollektoren und die Rohre als Stromklemmen der Pianarzelle verwendet.