[发明专利]燃料电池堆的介质供给板

说明书

技术领域

本发明涉及一种燃料电池堆的介质供给板，具有至少一个阳极气体接 口和至少一个阴极气体接口。

本发明还涉及一种燃料电池系统和一种制造此类燃料电池系统的方 法。

背景技术

特别是对于高温燃料电池系统比如SOFC燃料电池系统，目前通常将 单独制造的燃料电池堆后续地集成到运行燃料电池堆的系统中。这种将燃 料电池堆集成到各系统中的做法是耗费非常大的，因为必须保证比如输入 或输出运行燃料电池堆所需的气体。此外，向各系统中集成燃料电池堆还 经常需要系统与燃料电池堆之间的密封装置，其中，此类密封装置在密封 不紧密时可能成为安全隐患，比如会导致泄露，使得由重组器产生的重组 物流入系统中不是为此所设置的区域。

此外，燃料电池堆在其制造过程中经常会堆放在底板上，以保证生 产过程中的稳定性。为运行燃料电池堆所设置的系统也必须稳定地制造， 从而能够容纳燃料电池堆。这经常导致燃料电池堆竖立在两个底板上，一 个为其本身的底板，另一个为系统的所谓的燃料电池适配板。这导致了较 大的重量和较高的成本。

EP0783771B1已经公开了一种具有气体输入接口的燃料电池堆的下 部底板和具有气体输出接口的上部顶板，即使是在此类情况下将燃料电池 堆集成到为其运行设置的系统中也是耗费的，特别是当燃料电池堆以不同 的高度供选择时不能得以统一。

发明内容

本发明的目的在于，能够简单地将燃料电池堆集成到为其运行所设 置的系统中。

该目的通过独立权利要求的特征实现。

本发明有利的技术方案和改进方案在从属权利要求中给出。

按照本发明的介质供给板在现有技术的基础上如此改进，即还具有 至少一个阳极气体接口和至少一个阴极气体接口。此类介质供给板具有所 有用于输入和输出工作气体所需的接口，且优选以定义的界面形式实施， 此类界面可以包括比如与置于其上的管件之间的法兰连接且可以由系统 的运营者轻易地继续使用。介质供给板可以以有利的方式特别被设计为， 燃料电池堆在制造过程中直接堆放且焊接在介质供给板上，从而不再需要 设置两个底板。另一优点在于，为输入和输出工作气体设置的界面不受燃 料电池堆的高度的影响。

在按照本发明的介质供给板的优选实施形式中，至少一些接口与气 体管道相连接，其中的每个气体管道通向至少一个设置在介质供给板的上 侧面的开孔。优选所有接口与介质供给板的上侧面的至少一个开孔相连 接。比如在燃料电池堆具有敞开的阴极的时候能够使用两个位于边缘区域 的开孔用来为阴极提供空气以及通过两个位于该外部开孔之间的内部开 孔实现阳极气体的供给。为此，至少为阳极气体的供给设置的开孔在制造 燃料电池堆时与气体管道对准，气体管道在燃料电池堆内部以燃料电池堆 的堆方向构成。

根据按照本发明的介质供给板的一种有利的改进方案，介质供给板 具有至少一个凹槽，其相邻于至少一个开孔设置。此类凹槽可以比如相邻 于为输入相对于燃料电池堆的工作温度较冷的阴极空气所设置的开孔而 设置。在这种情况下凹槽用于提高位于阴极空气输入区域与燃料电池堆的 活性区域之间的热阻，且由此向阴极空气输入区域传递尽可能少的热量。 在为输出阴极空气所设置的开孔的区域中可以以类似的方式设置至少一 个凹槽，且由此向阴极空气输出区域传递尽可能少的热量。

在按照本发明的介质供给板的优选实施形式中，介质供给板包括一 个具有开孔的上板和一个至少参与形成气体管道的下板。上板可以同时被 用作堆放燃料电池堆的底板，下板可以是在下部构建的金属板件，其通过 相应的造型形成了气体管道，优选与上板配合。

按照本发明的介质供给板还可以具有至少一个穿孔，其设置用于引 导至少一个燃料电池堆夹紧元件。燃料电池堆夹紧元件可以是比如钢带， 其端部固定在介质供给板上且钢带将燃料电池堆以及必要时将置于燃料 电池堆上的护罩缠绕，使钢带的另一端部在穿过穿孔后被夹紧。这种夹紧 可以在制造燃料电池堆时，即钎焊时实施，然后在燃料电池堆使用期之内 保持。因此不再采用在现有技术中经常设置的临时夹紧，其在将燃料电池 堆集成到运行燃料电池堆的系统中之后被最终的夹紧所取代。