[发明专利]用于制造燃料电池的方法

说明书

本发明涉及一种用于制造燃料电池的方法，所述方法包括：在膜电极装置的每一侧上分别设置一个气体扩散层和一个双极板，所述膜电极装置包括阳极、阴极以及设置在阳极和阴极之间的电解膜片，各气体扩散层相对于双极板和膜电极装置缩进，各气体扩散层分别具有至少一个反应流体输入区域、至少一个反应流体输出区域以及至少一个反应流体密封区域。所述方法包括步骤：将密封材料注入到至少一个气体扩散层的至少一个反应流体密封区域中，使得气体扩散层向外密封，反应流体输入区域和反应流体输出区域从燃料电池外部供给；其中，每个气体扩散层具有四个周向的侧，其中，两个侧是反应流体输入区域和反应流体输出区域，其余的两侧是要被密封的反应流体密封区域。

技术领域

本发明涉及一种用于制造燃料电池的方法，其中，包含在燃料电池中的气体扩散层和/或可能设置的冷却通道被密封。

背景技术

在燃料电池系统中，各单个的燃料电池被串联成燃料电池堆，以便实现更高的电压。在燃料电池堆的每个端部上有端板。在端板和燃料电池堆之间有集电器(多数由铜构成)，该集电器汇集所有燃料电池的电流并且将电流从燃料电池堆导出。各燃料电池分别包含一个膜电极装置，该膜电极装置装入到阴极侧的气体扩散层和阳极侧的气体扩散层之间，其中，在各气体扩散层的背离膜电极装置的一侧上分别设置一个双极板。这些气体扩散层相对于各双极板和膜电极装置缩进。这些气体扩散层包含用于将反应气体和/或液体运输到电极的反应流体输入区域以及用于将反应气体和/或液体从电极运走的反应流体输出区域。在燃料电池的双极板的区域中也经常设置用于运输冷却剂的冷却通道。为了密封各燃料电池的各自的引导气体或引导流体的层或通道，必须设置密封装置，这些密封装置被挤压、粘贴或嵌入。为此，例如将密封装置施加到双极板或膜电极装置的两侧上，以便对处于双极板和膜电极装置之间的气体扩散层或者可能也设置的冷却通道进行密封，也就是说，防止气体或其它反应流体或其它液体、例如冷却液的流出。这些密封装置具有预先限定的高度或厚度并且被单独施加到每个双极板或膜电极装置上。这导致的缺点在于，正是在燃料电池部件的公差大或者密封厚度小的情况下，系统的密封性难以得到保证，其中，各密封装置的单独施加是非常昂贵的并且制造过程的成本变贵。因此，为了预防泄漏，使用更高的密封线，它们应最大程度地覆盖所有部件的公差，由此，材料投入增加并且气体和液体(一般性为流体)的通流区域减小。由于后者，介质的压力损失增大，这导致辅机组件(BoP组件)中的大损失并且降低系统效率。

发明内容

因此，由该现有技术出发，本发明的任务在于，给出一种用于制造燃料电池的方法，通过该方法以简单的节省成本的方式实现气体扩散层和/或设置的冷却通道的有效的、即气密或液密(以下概括为“流密”)的密封。

该任务在用于制造燃料电池的第一方法中实现，该方法包括步骤：在膜电极装置的每一侧上分别设置一个气体扩散层和一个双极板，该膜电极装置包括阳极、阴极和设置在阳极和阴极之间的电解膜片，其中，各气体扩散层相对于双极板和膜电极装置缩进，其中，这些气体扩散层分别具有至少一个反应流体输入区域、至少一个反应流体输出区域以及至少一个反应流体密封区域，按照本发明包括另一步骤：将密封材料注入到至少一个气体扩散层的至少一个反应流体密封区域内，使得该气体扩散层向外密封，所述反应流体输入区域和反应流体输出区域从燃料电池外部供给；其中，每个气体扩散层具有四个周向的侧，其中，两个侧是反应流体输入区域和反应流体输出区域，其余的两侧是要被密封的反应流体密封区域。注入的密封材料通过注入使得实现气体扩散层相对于流体的高的密封性，其中，反应流体输入区域以及反应流体输出区域不密封。