DE4113049A1 - Gas feed for high temp. fuel cell stack - uses S=shaped flow path between diametrically opposing corners of fuel cell plates - Google Patents

Gas feed for high temp. fuel cell stack - uses S=shaped flow path between diametrically opposing corners of fuel cell plates

Info

Publication number
DE4113049A1
DE4113049A1 DE4113049A DE4113049A DE4113049A1 DE 4113049 A1 DE4113049 A1 DE 4113049A1 DE 4113049 A DE4113049 A DE 4113049A DE 4113049 A DE4113049 A DE 4113049A DE 4113049 A1 DE4113049 A1 DE 4113049A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
fuel cell
fuel
moves
parallel
immediate vicinity
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE4113049A
Other languages
German (de)
Inventor
James Dr Ferguson
Thomas Jeltsch
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ABB Schweiz Holding AG
ABB AB
Original Assignee
Asea Brown Boveri AG Switzerland
Asea Brown Boveri AB
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Asea Brown Boveri AG Switzerland, Asea Brown Boveri AB filed Critical Asea Brown Boveri AG Switzerland
Publication of DE4113049A1 publication Critical patent/DE4113049A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/24Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
    • H01M8/241Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells with solid or matrix-supported electrolytes
    • H01M8/2425High-temperature cells with solid electrolytes
    • H01M8/2432Grouping of unit cells of planar configuration
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/24Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
    • H01M8/241Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells with solid or matrix-supported electrolytes
    • H01M8/242Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells with solid or matrix-supported electrolytes comprising framed electrodes or intermediary frame-like gaskets
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/24Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
    • H01M8/249Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells comprising two or more groupings of fuel cells, e.g. modular assemblies
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

Abstract

The gas feed allows O2 carrier gas and CH4 fuel gas to be fed between the ceramic, high temp. fuel cell plates, using (Zr, O2) as the fixed electrolyte (1), via channels at the corners of the plates, perpendicular to the plane of the latter, with similar removal of the ballast gas and the reaction products. The gas flow path within each fuel cell extends in a S-shape between diagonally opposing corners, the carrier and fuel gases and the ballast gas and reaction products flowing in the same or opposing directions. ADVANTAGE - Maintains electrode surfaces at constant temp.

Description

Technisches GebietTechnical area

Hochtemperatur-Brennstoffzellen zur Umwandlung von chemischer Energie in elektrische Energie. Die elektrochemische Energieumwandlung und die hierzu benötigten Vorrichtungen gewinnen dank ihres guten Wirkungsgrades gegenüber anderen Umwandlungsarten an Bedeutung.High-temperature fuel cells for the conversion of chemical Energy into electrical energy. The electrochemical Energy conversion and the devices required for this purpose win thanks to their good efficiency over others Conversion types in importance.

Die Erfindung bezieht sich auf die Weiterentwicklung der elektrochemischen Hochtemperatur-Zellen unter Verwendung von keramischen Feststoffelektrolyten als Ionenleiter, wobei die Zellen weitgehend unabhängig vom verwendeten Brennstoff sein sollen und eine raumsparende Anordnung gewähren sollen.The invention relates to the further development of electrochemical high-temperature cells using of ceramic solid electrolyte as an ion conductor, wherein the cells largely independent of the fuel used should be and grant a space-saving arrangement should.

Im engeren Sinne betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Führung der gasförmigen Medien gasförmiger Sauerstoffträger (Symbol O₂) und gasförmiger Brennstoff (Symbol CH₄) in mindestens einem Stapel bestehend aus plattenförmigen ebenen keramischen Hochtemperatur-Brennstoffzellen auf der Basis von ZrO₂ als Feststoffelektrolyt. In the narrower sense, the invention relates to a device to guide the gaseous media gaseous oxidizer (Symbol O₂) and gaseous fuel (symbol CH₄) in at least one stack consisting of plate-shaped planar ceramic high temperature fuel cells the basis of ZrO₂ as a solid electrolyte.  

Stand der TechnikState of the art

Hochtemperatur-Brennstoffzellen mit keramischen Feststoffelektrolyten sind aus zahlreichen Veröffentlichungen bekannt. Die eigentlichen Elemente für derartige Zellen können die verschiedensten Formen und Abmessungen aufweisen. Um die ohmschen Spannungsverluste klein zu halten, wird allenthalben versucht, die Dicke der Elektrolytschicht möglichst niedrig zu halten. Form und Abmessungen der Elemente richten sich zudem nach der Forderung der Möglichkeit der elektrischen Serieschaltung einer Vielzahl von Zellen, um auf die nötige Klemmenspannung zu kommen und die Ströme vergleichsweise niedrig zu halten.High temperature fuel cells with ceramic solid electrolyte are from numerous publications known. The actual elements for such cells can have a variety of shapes and dimensions. To keep the ohmic voltage losses small, is tried everywhere, the thickness of the electrolyte layer keep as low as possible. Shape and dimensions of the elements also comply with the requirement of possibility the electrical series connection of a plurality of cells, to get to the necessary terminal voltage and the currents comparatively low.

Im Falle einer stapelförmigen Anordnung einer Vielzahl von plattenförmigen Brennstoffzellen ähnlich dem Filterpresse- Prinzip muß der Strom senkrecht zur Plattenebene von der Sauerstoffelektrode der einen Zelle zur Brennstoffelektrode der nächstfolgenden Zelle geleitet werden. Als wesentliche Bauelemente sind für diese Funktion elektrische Verbindungsglieder zu den Elektroden (Stromkollektoren) und Trennplatten (Bipolarplatten) erforderlich.In the case of a stacked arrangement of a plurality of plate-shaped fuel cells similar to the filter press Principle, the current must be perpendicular to the plate plane of the Oxygen electrode of a cell to the fuel electrode the next cell. As essential Components are electrical for this function Connecting links to the electrodes (current collectors) and Separation plates (bipolar plates) required.

Die bisher bekannten Bauelemente, Anordnungen und Gasführungen befriedigen vielfach bezüglich der verwendeten Werkstoffe, der Konstruktion und Fabrikation sowie dem Langzeitverhalten die modernen Anforderungen nicht.The previously known components, arrangements and gas ducts often satisfy with respect to the used Materials, design and fabrication as well as the Long-term behavior does not meet the modern requirements.

Ferner müssen die Ströme der den Brennstoffzellen zuzuführenden gasförmigen Medien (Symbol O₂ für Sauerstoffträger z. B. Luft; Symbol CH₄ für gasförmigen Brennstoff in Form eines Kohlenwasserstoffs, z. B. Methan) derart geleitet und gesteuert werden, daß die Elektrodenoberfläche eine möglichst konstante Temperatur annimmt, die Temperaturunterschiede der verschiedenen Bauteile gering gehalten werden und eine kompakte, raumsparende Anordnung verwirklicht werden kann.Furthermore, the currents must be supplied to the fuel cells gaseous media (symbol O₂ for oxygen carrier z. Air; Symbol CH₄ for gaseous fuel in the form a hydrocarbon, e.g. As methane) directed and be controlled so that the electrode surface as possible constant temperature, the temperature differences  the various components are kept low and a compact, space-saving arrangement can be realized can.

Bei konventionell geführten Strömen der gasförmigen Medien in aus mehreren Einheiten bestehenden Brennstoffzellen-Anordnungen ist - unabhängig von der Art der Anordnung - im allgemeinen die Temperatur am Eintritt zu niedrig, am Austritt dagegen zu hoch. Dies gilt für alle bekannten Einheiten und Anordnungen: Ausführungen in Form von Röhren, Waben, Wellen oder Platten.For conventionally guided streams of gaseous media in multi-unit fuel cell assemblies is - regardless of the type of arrangement - in Generally the temperature at the inlet is too low, at the outlet on the other hand, too high. This applies to all known units and arrangements: designs in the form of tubes, honeycombs, Waves or plates.

Die bekannten, für Brennstoffzellen und deren Anordnungen in größeren Verbänden verwendeten Grundelemente zeichnen sich meistens durch eine vergleichsweise komplizierte Geometrie aus, die den Bau von kompakten, raumsparenden Anlagen erschwert. Insbesondere fehlt eine für eine optimale Serienschaltung und Beaufschlagung der Einzelzellen mit gasförmigen Medien brauchbare Konfiguration, die sich mit einfachen Fabrikationsmitteln realisieren läßt und eine kompakte Blockbauweise ermöglicht.The known, for fuel cells and their arrangements Draw primitives used in larger associations mostly by a comparatively complicated geometry made the construction of compact, space-saving facilities difficult. In particular, one is missing for optimal Series connection and admission of the single cells with gaseous Media usable configuration that deals with simple Make manufacturing means realize and a compact Block construction allows.

Es besteht daher ein großes Bedürfnis nach Weiterentwicklung, Vereinfachung und Rationalisierung des Aufbaus und der Herstellung von strömungstechnisch funktionsgerechten Grund-Bauelementen und deren optimalen konstruktiven und fabrikationsgerechten Gestaltung.There is therefore a great need for further development, Simplification and rationalization of construction and the production of fluidically functional Basic components and their optimal constructive and production-oriented design.

Zum Stand der Technik werden die nachfolgenden Druckschriften genannt:The prior art, the following publications called:

  • - O. Antonsen, W. Baukal und W. Fischer, "Hochtemperatur- Brennstoffbatterie mit keramischem Elektrolyten", Brown Boveri Mitteilungen Januar/Februar 1966, Seiten 21-30,O. Antonsen, W. Baukal and W. Fischer, Fuel Cell with Ceramic Electrolyte ", Brown Boveri releases January / February 1966, Pages 21-30,
  • - US-A-46 92 274 - US-A-46 92 274  
  • - US-A-43 95 468- US-A-43 95 468
  • - W.J. Dollard und W.G. Parker, "An overview of the Westinghouse Electric Corporation solid oxide Fuel cell program", Extended Abstracts, Fuel Cell Technology and Applications, International Seminar, Den Haag, Niederlande, 26. bis 29. Oktober 1987.- W.J. Dollard and W.G. Parker, "An overview of the Westinghouse Electric Corporation solid oxide fuel cell program ", Extended Abstracts, Fuel Cell Technology and Applications, International Seminar, The Hague, Netherlands, October 26-29, 1987.
  • - F.J. Rohr, High-Temperature Fuel Cells, Solid Elektrolytes, 1987 by Academic Press, Inc. Seite 431 ff.- F.J. Pipe, High-Temperature Fuel Cells, Solid Electrolytes, 1987 by Academic Press, Inc. Page 431 ff.
  • - D.C. Fee et al., Monolithic Fuel Cell Development, Argonne National Laboratory, Paper presented at the 1986 Fuel Cell Seminar, Oct. 26-29, 1989 Tucson, AZ, U.S. Department of Energy.D.C. Fee et al., Monolithic Fuel Cell Development, Argonne National Laboratory, Paper presented at the 1986 Fuel Cell Seminar, Oct. 26-29, 1989 Tucson, AZ, U.S. Department of Energy.
Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Führung der gasförmigen Medien Sauerstoffträger und Brennstoff in mindestens einem Stapel bestehend aus plattenförmigen keramischen Hochtemperatur-Brennstoffzellen auf der Basis von ZrO₂ als Feststoffelektrolyt anzugeben, welche eine möglichst gleichmäßige Temperaturverteilung in allen Bauteilen gewährleistet, strömungstechnisch vorteilhaft und geometrisch einfach aufgebaut ist und klare Dichtungsverhältnisse schafft. Die Vorrichtung soll höchstmögliche Raumausnutzung gewährleisten und eine einfache Demontierbarkeit der gesamten Brennstoffzellenanordnung ermöglichen. Auf kostengünstige Fertigungsmöglichkeiten ist Wert zu legen.The invention is based on the object, a device to guide the gaseous media oxygen carrier and Fuel in at least one stack consisting of plate-shaped ceramic high-temperature fuel cells indicate the basis of ZrO₂ as a solid electrolyte, which a uniform temperature distribution in guaranteed all components, fluidically advantageous and geometrically simple and clear sealing conditions creates. The device should be the highest possible Ensure space utilization and easy disassembly enable the entire fuel cell assembly. On cost-effective manufacturing options is value to lay.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß in der eingangs erwähnten Vorrichtung pro einzelnem Brennstoffzellenstapel mindestens je ein in einer Ecke einer rechteckförmigen Brennstoffzelle zugeordneter Kanal für die Zufuhr des Sauerstoffträgers O₂ und des Brennstoffs CH₄ sowie für die Abfuhr des Ballastgases N₂ und der Reaktionsprodukte CO₂ und H₂O vorgesehen ist, dessen Hauptachse auf der Plattenebene senkrecht steht und - in der Richtung der Hauptachse gesehen - abwechslungsweise auf der Sauerstoffseite und auf der Brennstoffseite der jeweiligen zu beaufschlagenden Brennstoffzelle Zufuhröffnungen an zwei Ecken der rechteckförmigen Brennstoffzellen-Grundfläche und Abfuhröffnungen an den übrigen zwei Ecken der rechteckförmigen Brennstoffzellen- Grundfläche aufweist, dergestalt, daß die strömenden gasförmigen Medien im Grundriß - senkrecht auf die Plattenebene gesehen - S-förmige Trajektorien beschreiben, wobei sich der Sauerstoffträger (O₂) am Eintritt in die Brennstoffzelle parallel gegensinnig oder parallel gleichsinnig oder quer zum Brennstoff (CH₄) und im Mittelfeld der Brennstoffzelle im Gleichstrom oder im Gegenstrom oder im Kreuzstrom zum Brennstoff (CH₄) bewegt und sich das Ballastgas (N₂) am Austritt aus der Brennstoffzelle parallel gegensinnig oder parallel gleichsinnig oder quer zu den Reaktionsprodukten (CO₂; H₂O) bewegt.This object is achieved in that in the above-mentioned Device per single fuel cell stack at least one each in a corner of a rectangular Fuel cell associated channel for the supply of  Oxygen carrier O₂ and the fuel CH₄ and for the Removal of the ballast gas N₂ and the reaction products CO₂ and H₂O is provided, whose main axis on the plate plane is vertical and - in the direction of the main axis seen - alternately on the oxygen side and on the fuel side of the respective to be acted upon Fuel cell feed openings at two corners of the rectangular Fuel cell base and discharge openings at the remaining two corners of the rectangular fuel cell Base surface, such that the flowing gaseous media in plan view - perpendicular to the Plate plane - describe S-shaped trajectories, wherein the oxygen carrier (O₂) at the entrance to the Fuel cell parallel in opposite directions or parallel in the same direction or across the fuel (CH₄) and midfield the fuel cell in cocurrent or countercurrent or in cross-flow to the fuel (CH₄) moves and the ballast gas (N₂) at the exit from the fuel cell in parallel in opposite directions or parallel in the same direction or transverse to the Reaction products (CO₂, H₂O) moves.

Weg zur Ausführung der ErfindungWay to carry out the invention

Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden, durch Figuren näher erläuterten Ausführungsbeispiele beschrieben.The invention will be described with reference to the following figures described embodiments described in more detail.

Dabei zeigtIt shows

Fig. 1 einen Aufriß/Schnitt einer Brennstoffzellenanordnung und der Führung der gasförmigen Medien (Gleichstrom im Mittelfeld), Fig. 1 is an elevation / section of a fuel cell assembly and the guide of the gaseous media (direct current in the middle),

Fig. 2 einen Grundriß/Schnitt einer Brennstoffzellenanordnung und der Führung der gasförmigen Medien (Gleichstrom im Mittelfeld), Fig. 2 is a plan view / section of a fuel cell assembly and the guide of the gaseous media (direct current in the middle),

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung eines Ausschnitts von zwei benachbarten Brennstoffzellen- Stapeln und der Führung der gasförmigen Medien (Gleichstrom im Mittelfeld), Fig. 3 is a perspective view of a section of two adjacent fuel cell stacks and the guide of the gaseous media (direct current in the middle),

Fig. 4 einen Aufriß/teilweisen Schnitt eines Ausschnitts von zwei benachbarten Brennstoffzellen- Stapeln, Fig. 4 is an elevational view / partial cross-section of a detail of two adjacent fuel cell stacks,

Fig. 5 einen Grundriß/Schnitt von vier benachbarten Brennstoffzellen-Stapeln mit Kanälen zur Führung der gasförmigen Medien, Brennstoffseite (CH₄), Fig. 5 is a plan view / section of four adjacent fuel cell stacks with channels for guiding the gaseous media, fuel side (CH₄),

Fig. 6 einen Grundriß/Schnitt von vier benachbarten Brennstoffzellen-Stapeln mit Kanälen zur Führung der gasförmigen Medien, Sauerstoffseite (O₂; N₂), Fig. 6 is a plan view / section of four adjacent fuel cell stacks with channels for guiding the gaseous media, oxygen side (O₂; N₂),

Fig. 7 einen Grundriß/Schnitt einer Vielzahl von nebeneinander angeordneten Brennstoffzellen-Stapeln mit Kanälen zur Führung der gasförmigen Medien, Brennstoffseite (CH₄), Gleichstrom im Mittelfeld, Fig. 7 is a plan view / section of a plurality of juxtaposed fuel cells stacks with channels for guiding the gaseous media, fuel side (CH₄), direct current in the middle,

Fig. 8 einen Aufriß/Schnitt einer Brennstoffzellenanordnung und der Führung der gasförmigen Medien (Gegenstrom im Mittelfeld), Fig. 8 is an elevation / section of a fuel cell assembly and the guide of the gaseous media (counter-current in the middle),

Fig. 9 einen Grundriß/Schnitt einer Brennstoffzellenanordnung und der Führung der gasförmigen Medien (Gegenstrom im Mittelfeld), Fig. 9 is a plan view / section of a fuel cell assembly and the guide of the gaseous media (counter-current in the middle),

Fig. 10 eine perspektivische Darstellung eines Ausschnitts von zwei benachbarten Brennstoffzellen- Stapeln und der Führung der gasförmigen Medien (Gegenstrom im Mittelfeld), Fig. 10 is a perspective view of a section of two adjacent fuel cell stacks and the guide of the gaseous media (counter-current in the middle),

Fig. 11 einen Aufriß/Schnitt einer Brennstoffzellenanordnung und der Führung der gasförmigen Medien (Kreuzstrom im Mittelfeld), Fig. 11 is an elevation / section of a fuel cell assembly and the guide of the gaseous media (cross-flow in the middle),

Fig. 12 einen Grundriß/Schnitt einer Brennstoffzellenanordnung und der Führung der gasförmigen Medien (Kreuzstrom im Mittelfeld), Fig. 12 is a plan view / section of a fuel cell assembly and the guide of the gaseous media (cross-flow in the middle),

Fig. 13 eine perspektivische Darstellung eines Ausschnitts von zwei benachbarten Brennstoffzellen- Stapeln und der Führung der gasförmigen Medien (Kreuzstrom im Mittelfeld), Fig. 13 is a perspective view of a section of two adjacent fuel cell stacks and the guide of the gaseous media (cross-flow in the middle),

Fig. 14 einen Grundriß/Schnitt einer Vielzahl von nebeneinander angeordneten Brennstoffzellen-Stapeln quadratischen Querschnitts mit Kanälen zur Führung der gasförmigen Medien, Brennstoffseite (CH₄), Kreuzstrom im Mittelfeld, Fig. 14 is a plan view / section of a plurality of juxtaposed fuel cells stacks of square cross section with channels for guiding the gaseous media, fuel side (CH₄), cross-flow in the middle,

Fig. 15 einen Grundriß/Schnitt einer Vielzahl von nebeneinander angeordneten Brennstoffzellen-Stapeln rechteckigen Querschnitts mit Kanälen zur Führung der gasförmigen Medien, Brennstoffseite (CH₄), Kreuzstrom im Mittelfeld. Fig. 15 is a plan view / section of a plurality of juxtaposed fuel cell stacks rectangular in cross section with channels for guiding the gaseous media, fuel side (CH₄), cross-flow in the midfield.

In Fig. 1 ist ein Aufriß/Schnitt einer Brennstoffzellenanordnung und der Führung der gasförmigen Medien (Gleichstrom im Mittelfeld) dargestellt. Die eigentliche Brennstoffzelle besteht aus dem keramischen Feststoffelektrolyten 1 aus dotiertem, stabilisiertem ZrO₂, der porösen (positiven) Sauerstoffelektrode 2 aus einem La/Mn-Perowskit und der porösen (negativen) Brennstoffelektrode 3 aus einem Ni/ZrO₂-Cermet. 4 ist eine gasdichte elektrisch leitende Trennplatte, meist aus einem metallischen Werkstoff gefertigt. 5 stellt einen metallischen oder isolierenden Distanzrahmen inklusive elastische Dichtung (letztere nicht separat eingezeichnet) dar. A-A bedeutet einen Horizontalschnitt durch die brennstoffseitige Kammer: CH₄ steht als Symbol für gasförmigen Brennstoff allgemein. CO₂; H₂O ist das Symbol für die Reaktionsprodukte. 6 stellen die Trajektorien (stilisiert) des CH₄-Stromes auf der Brennstoffseite (oberhalb der Zeichenebene im Grundriß Fig. 2) dar. 7 sind die entsprechenden Trajektorien des CO₂/H₂O-Stromes auf der Brennstoffseite der Brennstoffzelle. B-B bedeutet einen Horizontalschnitt durch die sauerstoffseitige Kammer: O₂; N₂ steht als Symbol für gasförmigen Sauerstoffträger (Luft) allgemein. N₂ ist das Symbol für das Ballastgas (Stickstoff). 8 stellen die Trajektorien (stilisiert) des O₂/N₂-Stromes auf der Sauerstoffseite (unterhalb der Zeichenebene im Grundriß Fig. 2) der Brennstoffzelle dar. 9 sind die entsprechenden Trajektorien des N₂-Stromes auf der Sauerstoffseite der Brennstoffzelle.In Fig. 1 is an elevation / section of a fuel cell assembly and the leadership of the gaseous media (DC in the midfield) is shown. The actual fuel cell consists of the ceramic solid electrolyte 1 of doped stabilized ZrO₂, the porous (positive) oxygen electrode 2 of a La / Mn perovskite and the porous (negative) fuel electrode 3 of a Ni / ZrO₂ cermet. 4 is a gas-tight electrically conductive partition plate, usually made of a metallic material. 5 represents a metallic or insulating spacer frame including elastic seal (the latter not separately drawn). AA represents a horizontal section through the fuel-side chamber: CH₄ stands as a symbol for gaseous fuel in general. CO₂; H₂O is the symbol for the reaction products. Figure 6 shows the trajectories (stylized) of the CH₄ stream on the fuel side (above the plane of the drawing in Figure 2). Figure 7 is the corresponding trajectories of the CO₂ / H₂O stream on the fuel side of the fuel cell. BB represents a horizontal section through the oxygen-side chamber: O₂; N₂ is a symbol of gaseous oxygen carrier (air) in general. N₂ is the symbol of the ballast gas (nitrogen). Fig. 8 illustrates the trajectories (stylized) of the O₂ / N₂ flow on the oxygen side (below the plane of the drawing in Fig. 2) of the fuel cell. Fig . 9 are the corresponding trajectories of the N₂ flow on the oxygen side of the fuel cell.

Fig. 2 stellt einen Grundriß/Schnitt einer Brennstoffzellenanordnung und der Führung der gasförmigen Medien (Gleichstrom im Mittelfeld) dar. Dieser Grundriß entspricht dem Horizontalschnitt A-A durch die brennstoffseitige Kammer (Fig. 1). 5 ist der Distanzrahmen inklusive elastische Dichtung, der an der oberen linken Ecke eine rechteckförmige Öffnung für den Eintritt des CH₄-Stroms (Trajektorien 6) und an der rechten unteren Ecke eine solche für den Austritt des CO₂/H₂O-Stroms (Trajektorien 7) aufweist. Der S-förmige Verlauf der Trajektorien (Stromlinien) ist deutlich sichtbar. Der sich unterhalb der Zeichenebene befindliche O₂/N₂-Strom mit Eintritt oben rechts (Trajektorien 8) sowie der entsprechende N₂-Strom mit Austritt unten links (Trajektorien 9) ist ebenfalls eingezeichnet. Es wird deutlich, daß sich im Mittelpunkt der Brennstoffzelle die Ströme auf der Brennstoffseite und auf der Sauerstoffseite gleichsinnig bewegen, was durch Pfeilspitzen angedeutet ist: Gleichstromprinzip! Am Eintritt wie am Austritt bewegen sich die Ströme gegenläufig. Fig. 2 shows a plan view / section of a fuel cell assembly and the guidance of the gaseous media (DC in the midfield). This plan corresponds to the horizontal section AA through the fuel side chamber ( Fig. 1). 5 is the spacer frame including elastic seal having at the upper left corner of a rectangular opening for the entry of the CH₄ stream (trajectories 6 ) and at the bottom right corner such for the exit of the CO₂ / H₂O stream (trajectories 7 ) , The S-shaped course of the trajectories (streamlines) is clearly visible. The located below the plane of O₂ / N₂-stream with entry at the top right (trajectories 8 ) and the corresponding N₂-current with exit bottom left (trajectories 9 ) is also shown. It is clear that in the center of the fuel cell, the currents on the fuel side and on the oxygen side move in the same direction, which is indicated by arrowheads: DC principle! At the entrance as at the exit, the streams move in opposite directions.

Fig. 3 ist eine perspektivische Darstellung eines Ausschnitts von zwei benachbarten Brennstoffzellen-Stapeln und der Führung der gasförmigen Medien (Gleichstrom im Mittelfeld). Die Bezugszeichen 1; 2; 3 stellen jeweils eine aus drei Schichten aufgebaute eigentliche Brennstoffzelle dar. 4 ist die Trennplatte, 5 der an zwei diagonal gegenüberliegenden Ecken offene Distanzrahmen. 6 ist die mittlere Trajektorie des CH₄-Stroms auf der Brennstoffseite, 8 diejenige des O₂/N₂-Stroms auf der Sauerstoffseite. Zwischen zwei benachbarten Stapeln ist eine gasdichte Zwischenwand 16 in Form einer keramischen Platte vorgesehen. Fig. 3 is a perspective view of a section of two adjacent fuel cell stacks and the guide of the gaseous media (DC in the midfield). The reference numerals 1 ; 2 ; 3 each represent an actual fuel cell constructed of three layers. 4 is the partition plate 5 of the spacer frames open at two diagonally opposite corners. 6 is the mean trajectory of the CH₄ stream on the fuel side, 8 that of the O₂ / N₂ stream on the oxygen side. Between two adjacent stacks a gas-tight intermediate wall 16 is provided in the form of a ceramic plate.

In Fig. 4 ist ein Aufriß/teilweiser Schnitt eines Ausschnitts von zwei benachbarten Brennstoffzellen-Stapeln dargestellt. Die Horizontalschnitte A-A und B-B entsprechen denjenigen der Fig. 1. 1; 2; 3 ist jeweils eine plattenförmige Brennstoffzelle, 4 eine gasdichte elektrisch leitende Trennplatte. 14 stellt einen zur vertikalen Führung der gasförmigen Medien dienenden äußeren Kanalkörper dar. 15 ist ein zum gleichen Zwecke vorgesehener innerer Kanalkörper. Die Räume der gasförmigen Medien CH₄ und O₂; N₂ sind mit den entsprechenden Symbolen bezeichnet.In FIG. 4 is an elevational view / partial cross-section of a detail of two adjacent fuel cell stacks is shown. The horizontal sections AA and BB correspond to those of FIG. 1. 1 ; 2 ; 3 is a plate-shaped fuel cell, 4 a gas-tight electrically conductive partition plate. 14 represents a vertical guide serving for the gaseous media outer channel body. 15 is a provided for the same purpose inner channel body. The spaces of the gaseous media CH₄ and O₂; N₂ are designated by the corresponding symbols.

In Fig. 5 ist ein Grundriß/Schnitt von vier benachbarten Brennstoffzellen-Stapeln mit Kanälen zur Führung der gasförmigen Medien, Schnitt durch die Brennstoffseite (CH₄), dargestellt. Dieser Grundriß entspricht dem Horizontalschnitt A-A (Fig. 4). Die Bezugszeichen 5 und 6 entsprechen genau denjenigen der vorausgegangenen Fig. 1 bis 3. 10 ist ein vertikaler Kanal für die Zufuhr des Brennstoffs (Symbol CH₄), 11 ein entsprechender Kanal für die Abfuhr der Reaktionsprodukte (Symbol CO₂; H₂O). 12 ist ein vertikaler Kanal für die Zufuhr des Sauerstoffträgers (Symbol O₂; N₂), im vorliegenden Fall Luft. 13 stellt einen entsprechenden Kanal für die Abfuhr des Ballastgases (Symbol N₂), im vorliegenden Fall Stickstoff, dar. Die Strömungsrichtung steht senkrecht auf der Zeichenebene, aus letzterer heraus, gegen den Betrachter hin gerichtet. Dies ist durch Kreise mit zentralem Punkt (Pfeilspitze von vorne gesehen) angedeutet.In Fig. 5 is a plan view / section of four adjacent fuel cell stacks with channels for guiding the gaseous media, section through the fuel side (CH₄) shown. This plan corresponds to the horizontal section AA ( FIG. 4). The reference numerals 5 and 6 correspond exactly to those of the preceding Fig. 1 to 3. 10 is a vertical channel for the supply of the fuel (symbol CH₄), 11 a corresponding channel for the removal of the reaction products (symbol CO₂, H₂O). 12 is a vertical channel for the supply of the oxygen carrier (symbol O₂; N₂), in this case air. 13 represents a corresponding channel for the removal of the ballast gas (symbol N₂), in the present case nitrogen. The flow direction is perpendicular to the plane of the drawing, directed out of the latter, directed towards the viewer. This is indicated by circles with a central point (arrowhead seen from the front).

Fig. 6 stellt einen Grundriß/Schnitt von vier benachbarten Brennstoffzellen-Stapeln mit Kanälen zur Führung der gasförmigen Medien, Schnitt durch die Sauerstoffseite (O₂; N₂) dar. Dieser Grundriß entspricht dem Horizontalschnitt B-B (Fig. 4). 8 ist die mittlere Trajektorie des O₂/N₂-Stromes auf der Sauerstoffseite der Brennstoffzellen. Alle übrigen Bezugszeichen und Symbole entsprechen genau denjenigen der Fig. 5. Fig. 6 shows a plan / section of four adjacent fuel cell stacks with channels for guiding the gaseous media, section through the oxygen side (O₂, N₂). This plan corresponds to the horizontal section BB ( Fig. 4). 8 is the mean trajectory of the O₂ / N₂ stream on the oxygen side of the fuel cells. All other reference numerals and symbols correspond exactly to those of FIG. 5.

Fig. 7 stellt einen Grundriß/Schnitt einer Vielzahl von nebeneinander angeordneten Brennstoffzellen-Stapeln mit Kanälen zur Führung der gasförmigen Medien, Schnitt durch die Brennstoffseite (CH₄) dar: Gleichstrom im Mittelfeld! Im Prinzip ist diese Figur eine Erweiterung der Fig. 5: Zahlreiche Brennstoffzellen-Stapel sind zu einem kompakten Block vereinigt. Die Bezugszeichen entsprechen denjenigen der Fig. 5. Fig. 7 shows a plan / section of a plurality of juxtaposed fuel cell stacks with channels for guiding the gaseous media, section through the fuel side (CH₄) is: DC in the midfield! In principle, this figure is an extension of Figure 5: Numerous fuel cell stacks are combined into a compact block. The reference numerals correspond to those of FIG. 5.

In Fig. 8 ist ein Aufriß/Schnitt einer Brennstoffzellenanordnung und der Führung der gasförmigen Medien (Gegenstrom im Mittelfeld) dargestellt. Sämtliche Bezugszeichen entsprechen denjenigen von Fig. 1. Die Führung der gasförmigen Medien auf der Brennstoffseite (Horizontalschnitt A-A) ist gegenüber derjenigen in Fig. 1 unverändert. Auf der Sauerstoffseite (Horizontalschnitt B- B) ist sie jedoch derjenigen von Fig. 1 entgegengesetzt. Dies ist durch Pfeilspitzen und Kreise mit Kreuzen (Pfeil von hinten gesehen) angedeutet.In Fig. 8 is an elevation / section of a fuel cell assembly and the leadership of the gaseous media (countercurrent in the midfield) is shown. All reference numerals correspond to those of FIG. 1. The guidance of the gaseous media on the fuel side (horizontal section AA) is unchanged from that in FIG . On the oxygen side (horizontal section B-B), however, it is opposite to that of FIG . This is indicated by arrowheads and circles with crosses (arrow seen from behind).

In Fig. 9 ist ein Grundriß/Schnitt einer Brennstoffzellenanordnung und der Führung der gasförmigen Medien (Gegenstrom im Mittelfeld) dargestellt. Dieser Grundriß entspricht dem Horizontalschnitt A-A durch die sauerstoffseitige Kammer (Fig. 8). Der sich unterhalb der Zeichenebene befindliche O₂/N₂-Strom tritt hier unten links (Trajektorien 8) ein und der entsprechende N₂-Strom tritt oben rechts (Trajektorien 9) aus. Alles übrige entspricht der Fig. 1. Im Mittelfeld der Brennstoffzelle bewegen sich die Ströme auf der Brennstoffseite gegenläufig zu denjenigen auf der Sauerstoffseite, was durch Pfeilspitzen angedeutet ist: Gegenstromprinzip! Am Eintritt wie am Austritt bewegen sich die Ströme gleichsinnig.In Fig. 9 is a plan view / section of a fuel cell assembly and the leadership of the gaseous media (countercurrent in the midfield) is shown. This plan corresponds to the horizontal section AA through the oxygen-side chamber ( FIG. 8). The located below the plane of O₂ / N₂ flow occurs here below left (trajectories 8 ) and the corresponding N₂ current occurs at the top right (trajectories 9 ). Everything else corresponds to FIG. 1. In the middle field of the fuel cell, the currents on the fuel side move in opposite directions to those on the oxygen side, which is indicated by arrowheads: Countercurrent principle! At the entrance as well as at the exit the streams move in the same direction.

Fig. 10 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Ausschnitts von zwei benachbarten Brennstoffzellen-Stapeln und der Führung der gasförmigen Medien (Gegenstrom im Mittelfeld). Die Darstellung sowie die Bezugszeichen entsprechen genau denjenigen der Fig. 3. Die Stromführung auf der Brennstoffseite (CH₄) ist unverändert, dagegen diejenige auf der Sauerstoffseite (O₂; N₂) gerade umgekehrt wie in Fig. 3. Das Gegenstromprinzip ist durch die Pfeile deutlich gemacht. Fig. 10 is a perspective view of a section of two adjacent fuel cell stacks and the guide of the gaseous media (counter-current in the middle). The representation and the reference numerals correspond exactly to those of Figure 3. The current command on the fuel side (CH₄) is unchanged, whereas that on the oxygen side (O₂; N₂). Just the reverse as shown in Fig 3. The countercurrent principle is made clear by the arrows. ,

Fig. 11 bezieht sich auf einen Aufriß/Schnitt einer Brennstoffzellenanordnung und der Führung der gasförmigen Medien (Kreuzstrom im Mittelfeld). Sämtliche Bezugszeichen entsprechen denjenigen von Fig. 1. Die Führung der gasförmigen Medien auf der Brennstoffseite (Horizontalschnitt A-A) ist die gleiche wie in Fig. 1. Auf der Sauerstoffseite (Horizontalschnitt B-B) ist sie jedoch gegenüber derjenigen der Fig. 1 um 90° in der Plattenebene gedreht. Dies ist durch Pfeilspitzen und Kreise mit Punkten (Pfeil von vorne gesehen) angedeutet. Fig. 11 relates to an elevation / section of a fuel cell assembly and the guidance of the gaseous media (cross-flow in the midfield). All the reference numerals correspond to those of Fig. 1. The leadership of the gaseous media on the fuel side (horizontal section AA) is the same as in Fig. 1. On the oxygen side (horizontal section BB), however, it is opposite to that of Fig. 1 by 90 ° in the disk plane turned. This is indicated by arrowheads and circles with dots (arrow seen from the front).

In Fig. 12 ist ein Grundriß/Schnitt einer Brennstoffzellenanordnung und der Führung der gasförmigen Medien (Kreuzstrom im Mittelfeld) dargestellt. Dieser Grundriß entspricht dem Horizontalschnitt A-A durch die brennstoffseitige Kammer (Fig. 11). Der sich unterhalb der Zeichenebene befindliche O₂/N₂-Strom tritt hier oben links (Trajektorien 8), d. h. in der gleichen Ecke wie der CH₄- Strom aber quer zum letzteren ein und der entsprechende N₂- Strom tritt unten rechts (Trajektorien 9), d. h. in der gleichen Ecke wie der CO₂/H₂O-Strom aber quer zum letzteren aus. Die übrigen Einzelheiten und Bezugszeichen entsprechen der Fig. 1. Im Mittelfeld der Brennstoffzelle bewegen sich die Ströme auf der Brennstoffseite quer zu denjenigen auf der Sauerstoffseite, was durch Pfeilspitzen angedeutet ist: Kreuzstromprinzip! Am Eintritt wie am Austritt bewegen sich die Ströme ebenfalls quer zueinander.In Fig. 12 is a plan view / section of a fuel cell assembly and the leadership of the gaseous media (cross-flow in the midfield) is shown. This plan corresponds to the horizontal section AA through the fuel-side chamber ( FIG. 11). The located below the plane O₂ / N₂ current occurs here above left (trajectories 8 ), ie in the same corner as the CH₄- power but transverse to the latter and the corresponding N₂- current occurs below right (trajectories 9 ), ie in the same corner as the CO₂ / H₂O stream but across the latter. The remaining details and reference numerals correspond to FIG. 1. In the middle field of the fuel cell, the currents on the fuel side move transversely to those on the oxygen side, which is indicated by arrowheads: Cross-flow principle! At the entrance as well as at the exit, the streams also move across each other.

Fig. 13 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Ausschnitts von zwei benachbarten Brennstoffzellen-Stapeln und der Führung der gasförmigen Medien (Kreuzstrom im Mittelfeld). Die Darstellung sowie die Bezugszeichen entsprechen grundsätzlich denjenigen der Fig. 3. Zur besseren Übersichtlichkeit ist die Stromführung auf der Sauerstoffseite (O₂; N₂) im Raume festgehalten worden (entspricht genau der Fig. 3), während die Stromführung auf der Brennstoffseite (CH₄) um 90° gegenüber derjenigen in Fig. 3 versetzt ist. Das Kreuzstromprinzip im Mittelfeld ist deutlich ersichtlich durch entsprechend eingezeichnete Pfeile. Die Zwischenwand 16 entfällt bei dieser Anordnung. Fig. 13 shows a perspective view of a section of two adjacent fuel cell stacks and the guide of the gaseous media (cross-flow in the middle). The representation and the reference numerals generally correspond to those of Figure 3. For clarity, the flow guide on the oxygen side. (O₂; N₂) has been retained in the space (corresponds exactly to the Fig. 3), while the current command on the fuel side (CH₄) to 90 ° relative to that in Fig. 3 is offset. The cross-flow principle in the midfield is clearly visible by appropriately drawn arrows. The intermediate wall 16 is omitted in this arrangement.

In Fig. 14 ist ein Grundriß/Schnitt einer Vielzahl von nebeneinander angeordneten Brennstoffzellen quadratischen Querschnitts mit Kanälen zur Führung der gasförmigen Medien, Schnitt durch die Brennstoffseite (CH₄), (Kreuzstrom im Mittelfeld) dargestellt. Grundsätzlich entsprechen die Bezugszeichen denjenigen der Fig. 5. Entsprechend dem Kreuzstromprinzip ist hier eine symmetrische Anordnung mit vollständiger Raumausnutzung durch die aktiven Bauteile ausgeführt. Es werden keinerlei zusätzliche Kanalwände oder Zwischenwände benötigt. Die Kanalwände werden durch den jeweils anstoßenden Teil des isolierenden Distanzrahmens 5 inklusive elastischer Dichtung einer jeden Brennstoffzelle gebildet. Letztere bestehen aus quadratischen Platten. Demzufolge sind alle Kanäle ebenfalls quadratisch und haben den gleichen Querschnitt. Entsprechend den verschieden großen Durchsatzmengen der gasförmigen Medien sind in den verschiedenen Kanälen auch die Strömungsgeschwindigkeiten unterschiedlich.In Fig. 14 is a plan view / section of a plurality of juxtaposed fuel cells square cross section with channels for guiding the gaseous media, section through the fuel side (CH₄), (cross-flow in the midfield) shown. In principle, the reference numerals correspond to those of FIG. 5. According to the cross-flow principle, a symmetrical arrangement with complete space utilization by the active components is implemented here. No additional channel walls or partitions are required. The channel walls are formed by the respective adjoining part of the insulating spacer frame 5 including elastic seal of each fuel cell. The latter consist of square plates. As a result, all channels are also square and have the same cross-section. In accordance with the different flow rates of the gaseous media, the flow rates in the different channels are also different.

Fig. 15 zeigt einen Grundriß/Schnitt einer Vielzahl von nebeneinander angeordneten Brennstoffzellen-Stapeln rechteckigen Querschnitts mit Kanälen zur Führung der gasförmigen Medien, Schnitt durch die Brennstoffseite (CH₄), Kreuzstrom im Mittelfeld. Die Bezugszeichen entsprechen grundsätzlich denjenigen der Fig. 5. Die Kanalquerschnitte sind quadratisch, um auch hier möglichst geringe Druckverluste durch die Strömung zu erhalten. Um den unterschiedlichen Gasmengen strömungstechnisch gerechter zu werden, sind die Kanalquerschnitte - wenigstens paarweise - verschieden groß ausgeführt. Der Kanalquerschnitt für den CH₄-Strom (Kanal 10) und für den CO₂/H₂O-Strom (Kanal 11) ist kleiner als derjenige für den O₂/N₂-Strom (Kanal 12) und den N₂- Strom (Kanal 13). Dadurch wird der Symmetriegrad des Gesamtquerschnitts des vollständigen Stapel-Blocks verringert. Die Brennstoffzellen bzw. die isolierenden Distanzrahmen 5 sind rechteckförmig ausgeführt. Dadurch kann trotz niedrigerem Symmetriegrad eine vollständige Raumausnutzung durch die aktiven Bauteile erzielt werden. Es sind keine passiven, lediglich Stütz- oder Füllfunktion ausübende Bauteile erforderlich. Die Kanalwände werden wieder durch den jeweils entsprechenden Teil des isolierenden Distanzrahmens 5 inklusive elastische Dichtung gebildet. Das Kreuzstromprinzip wird durch die Pfeilspitzen der Trajektorien 6 (CH₄-Strom) und 8 (O₂/N₂-Strom) verdeutlicht. Fig. 15 shows a plan view / section of a plurality of juxtaposed fuel cell stacks rectangular section with channels for guiding the gaseous media, section through the fuel side (CH₄), cross-flow in the center panel. The reference numerals correspond in principle to those of FIG. 5. The channel cross sections are square in order to obtain as low as possible pressure losses through the flow. In order to become more fluidly suitable for the different gas quantities, the channel cross sections are designed differently in size - at least in pairs. The channel cross section for the CH₄ stream (channel 10 ) and for the CO₂ / H₂O stream (channel 11 ) is smaller than that for the O₂ / N₂ stream (channel 12 ) and the N₂ stream (channel 13 ). This reduces the degree of symmetry of the overall cross section of the complete stacking block. The fuel cell or the insulating spacer frame 5 are designed rectangular. As a result, full utilization of space by the active components can be achieved despite the lower degree of symmetry. There are no passive, merely supporting or filling function performing components required. The channel walls are again formed by the respective corresponding part of the insulating spacer frame 5 including elastic seal. The cross-flow principle is illustrated by the arrowheads of the trajectories 6 (CH₄-stream) and 8 (O₂ / N₂-stream).

Ausführungsbeispiel 1Embodiment 1 (Vergl. Fig. 1, 2 und 3)(See Figures 1, 2 and 3)

Eine Brennstoffzellenanordnung wurde wie folgt aufgebaut: Mehrere aus Feststoffelektrolyt 1 und Elektroden 2 und 3 bestehende Brennstoffzellen wurden unter Zwischenschaltung von Distanzrahmen 5 mit Trennplatten 4 zu einem Stapel vereinigt. Der Querschnitt des Stapels (senkrecht zur Richtung des elektrischen Stromes gesehen) war quadratisch und maß 100 mm×100 mm. Der Feststoffelektrolyt 1 bestand aus dotiertem, stabilisiertem ZrO₂ und hatte eine Dicke von 60 µm. Die poröse (positive) Sauerstoffelektrode 2 bestand aus einem La/Mn-Perowskit und hatte eine Dicke von 70 µm, die poröse (negative) Brennstoffelektrode 3 aus einem Ni/ZrO₂- Cermet mit einer Dicke von 40 µm. Die Trennplatte 4 und die Distanzrahmen 5 (im vorliegenden Fall ohne Dichtung zu betrachten) bestanden aus einer Nickelbasis-Superlegierung mit dem Handelsnamen Nimonic 90 mit der nachfolgenden Zusammensetzung:A fuel cell assembly was constructed as follows: Several of solid electrolyte 1 and electrodes 2 and 3 existing fuel cells were combined with the interposition of spacer frame 5 with separator plates 4 into a stack. The cross-section of the stack (seen perpendicular to the direction of the electric current) was square and measured 100 mm × 100 mm. The solid electrolyte 1 was made of doped stabilized ZrO₂ and had a thickness of 60 microns. The porous (positive) oxygen electrode 2 consisted of a La / Mn perovskite and had a thickness of 70 microns, the porous (negative) fuel electrode 3 of a Ni / ZrO₂ cermet with a thickness of 40 microns. The separator plate 4 and the spacer frames 5 (in the present case without sealing) consist of a nickel-base superalloy with the trade name Nimonic 90 having the following composition:

CrCr = 19,5 Gew.-%= 19.5% by weight CoCo = 16,5 Gew.-%= 16.5% by weight Alal = 1,45 Gew.-%= 1.45% by weight TiTi = 2,45 Gew.-%= 2.45% by weight MnMn = 0,30 Gew.-%= 0.30% by weight SiSi = 0,30 Gew.-%= 0.30% by weight ZrZr = 0,06 Gew.-%= 0.06% by weight CC = 0,07 Gew.-%= 0.07% by weight BB = 0,003 Gew.-%= 0.003% by weight NiNi = Rest= Rest

Die Trennplatte 4 hatte eine Dicke von 0,5 mm, die Distanzrahmen 5 auf der Sauerstoffseite eine Höhe von 6 mm, auf der Brennstoffseite eine solche von 3 mm. Die Schenkel der L-förmigen Distanzrahmen 5 hatten eine Breite in Plattenebene von 8 mm. Der längere Schenkel maß außen 100 mm, der kürzere 60 mm. Die Distanzrahmen 5 waren auf beiden Seiten der Trennplatte 4 mit dieser über ein Hochtemperaturlot zu einem monolithischen Ganzen fest verbunden. Die Distanzrahmen 5 wurden sowohl auf der Sauerstoffseite wie auf der Brennstoffseite je auf der in der Plattenebene liegenden L-förmigen Begrenzungsfläche unter Verwendung eines Keramikklebers mit einem 0,3 mm dicken Vlies aus Al₂O₃-Fasern als Dichtung belegt (nicht eingezeichnet). Auf diese Weise wurde ein Stapel von insgesamt 10 Einzelbrennstoffzellen (1, 2, 3), 9 Trennplatten 4, verlötet mit ihren benachbarten Distanzrahmen 5 und 2 Endplatten zusammengestellt.The separator plate 4 had a thickness of 0.5 mm, the spacer frame 5 on the oxygen side a height of 6 mm, on the fuel side, one of 3 mm. The legs of the L-shaped spacer frame 5 had a width in the plate plane of 8 mm. The longer leg measured outside 100 mm, the shorter 60 mm. The spacer frame 5 were firmly connected on both sides of the partition plate 4 with this over a high-temperature solder to a monolithic whole. The spacer frame 5 were both on the oxygen side as well as on the fuel side depending on lying in the plane of the plate L-shaped boundary surface using a ceramic adhesive with a 0.3 mm thick fleece of Al₂O₃ fibers as a seal (not shown). In this way, a stack of a total of 10 individual fuel cells ( 1 , 2 , 3 ), 9 separating plates 4 , soldered together with their adjacent spacer frame 5 and 2 end plates was assembled.

Der Stapel wurde gemäß Strömungsbild Fig. 2 auf der jeweiligen Sauerstoffseite mit Luft (Trajektorien 8) als Sauerstoffträger und auf der entsprechenden Brennstoffseite mit Methan CH₄ (Trajektorien 6) als Brennstoff beaufschlagt. Die Menge der zugeführten gasförmigen Medien war so bemessen, daß die Sauerstoffseite jeder Zelle einem Volumenstrom von 58,8 cm³/s (O₂+4 N₂) und die Brennstoffseite einen solchen von 0,6 cm³/s (1/2 CH₄) unter Standardbedingungen erhielt. Die mittlere Geschwindigkeit im Mittelfeld der Trennplatte 4 betrug unter Standardbedingungen auf der Sauerstoffseite 11,8 cm/s, auf der Brennstoffseite 0,24 cm/s. Der Sauerstoffträger wurde den Brennstoffzellen mit einer Temperatur von ca. 650°C, der Brennstoff mit einer solchen von ca. 450°C zugeführt. Entsprechend den Strömungsverhältnissen (Gleichstrom im Mittelfeld) verließ das Ballastgas (Symbol N₂) die Brennstoffzelle mit einer Temperatur von ca. 820°C, während die Reaktionsprodukte (Symbol CO₂; H₂O) eine solche von ca. 950°C aufwiesen. Die elektrische Leistung betrug ca. 7 W/Zelle (0,10 W/cm²).The stack was according to flow pattern Fig. 2 on the respective oxygen side with air (trajectories 8 ) acted as an oxygen carrier and on the corresponding fuel side with methane CH₄ (trajectories 6 ) as a fuel. The amount of supplied gaseous media was such that the oxygen side of each cell a flow rate of 58.8 cc / s (O₂ + 4 N₂) and the fuel side such a 0.6 cc / s (1/2 CH₄) under standard conditions received. The average velocity in the center field of the separator plate 4 was 11.8 cm / s under standard conditions on the oxygen side, and 0.24 cm / s on the fuel side. The oxygen carrier was supplied to the fuel cells at a temperature of about 650 ° C, the fuel with a temperature of about 450 ° C. According to the flow conditions (DC midfield) left the ballast gas (symbol N₂) the fuel cell with a temperature of about 820 ° C, while the reaction products (symbol CO₂; H₂O) had such of about 950 ° C. The electrical power was about 7 W / cell (0.10 W / cm²).

Ausführungsbeispiel 2Embodiment 2 (Vergl. Fig. 8, 9 und 10)(See Figures 8, 9 and 10)

Die Brennstoffzellenanordnung entsprach grundsätzlich derjenigen von Beispiel 1. Die Hauptabmessungen in der Plattenebene von 100 mm×100 mm waren die gleichen. Auch die aus dem Elektrolyten 1 und den Elektroden 2 und 3 bestehenden Brennstoffzellen hatten die gleichen Dimensionen wie in Beispiel 1. Die Trennplatte 4 und die benachbarten Distanzrahmen 5 (ohne Dichtung) waren aus einem einzigen gepreßten Schmiedestück gefertigt und hatten die Form gemäß Fig. 10. Die Dicke der Trennplatte 4 betrug 1,5 mm. Der Strömungsquerschnitt für die gasförmigen Medien war unverändert. Dadurch wurde die Höhe des Schmiedestücks (Bezugszeichen 4+5+5) 1,5+6+3=10,5 mm. Das Schmiedestück bestand aus der Nickelbasis-Superlegierung mit dem Handelsnamen Nimonic 90.The fuel cell arrangement basically corresponded to that of Example 1. The main dimensions in the plate plane of 100 mm × 100 mm were the same. Also, the fuel cells made of the electrolyte 1 and the electrodes 2 and 3 had the same dimensions as in Example 1. The partition plate 4 and the adjacent spacer frames 5 (without seal) were made of a single pressed forging and had the shape shown in FIG The thickness of the partition plate 4 was 1.5 mm. The flow area for the gaseous media was unchanged. As a result, the height of the forging (Reference 4 + 5 + 5 ) became 1.5 + 6 + 3 = 10.5 mm. The forging consisted of the nickel-base superalloy with the trade name Nimonic 90.

Der Stapel wurde gemäß Strömungsbild Fig. 9 mit den gasförmigen Medien beaufschlagt. Die Volumenströme waren die gleichen wie unter Beispiel 1 angegeben. Das gleiche galt für die Eintrittstemperaturen. Entsprechend den Strömungsverhältnissen (Gegenstrom im Mittelfeld) verließ das Ballastgas (Symbol N₂) die Brennstoffzelle mit einer Temperatur von ca. 800°C, während die Reaktionsprodukte (Symbol CO₂; H₂O) eine solche von ca. 900°C aufwiesen. Die elektrische Leistung des gesamten Stapels betrug 71 W (0,10 W/cm²), die Stromstärke 10 A, die Zellenspannung 0,71 V.The stack was acted upon in accordance with flow pattern Fig. 9 with the gaseous media. The volume flows were the same as given in Example 1. The same was true for the inlet temperatures. According to the flow conditions (countercurrent in midfield) the ballast gas (symbol N₂) left the fuel cell at a temperature of about 800 ° C, while the reaction products (symbol CO₂; H₂O) had such of about 900 ° C. The electrical power of the entire stack was 71 W (0.10 W / cm 2), the current 10 A, the cell voltage 0.71 V.

Ausführungsbeispiel 3Embodiment 3 (Siehe Fig. 11, 12 und 13)(See Figs. 11, 12 and 13)

Grundsätzlich entsprach die Anordnung derjenigen von Beispiel 1. Der Querschnitt des aus 10 Brennstoffzellen inkl. Zubehör aufgebauten Stapels war quadratisch (80 mm×80 mm). Der aus dotiertem ZrO₂ bestehende Feststoffelektrolyt 1 hatte eine Dicke von 70 µm, die Sauerstoffelektrode 2 aus La/Mn-Perowskit eine solche von 50 µm und die Brennstoffelektrode 3 aus Ni/ZrO₂-Cermet eine von 30 µm. Die Trennplatte 4 bestand aus einem 0,5 mm dicken Blech aus einer Nickelbasis-Superlegierung mit dem Handelsnamen Hastelloy "X" mit folgender Zusammensetzung:Basically, the arrangement corresponded to that of Example 1. The cross section of the stack of 10 fuel cells including accessories stack was square (80 mm × 80 mm). The existing of doped ZrO₂ solid electrolyte 1 had a thickness of 70 microns, the oxygen electrode 2 from La / Mn-perovskite one of 50 microns and the fuel electrode 3 of Ni / ZrO₂ cermet one of 30 microns. The separator plate 4 consisted of a 0.5 mm thick sheet of a nickel-base superalloy with the trade name Hastelloy "X" having the following composition:

CrCr = 27,0 Gew.-%= 27.0% by weight CoCo = 1,5 Gew.-%= 1.5% by weight MoMo = 9,0 Gew.-%= 9.0% by weight WW = 0,6 Gew.-%= 0.6% by weight MnMn = 0,50 Gew.-%= 0.50% by weight SiSi = 0,50 Gew.-%= 0.50% by weight FeFe = 18,5 Gew.-%= 18.5% by weight CC = 0,10 Gew.-%= 0.10% by weight NiNi = Rest= Rest

Die aus gesintertem Al₂O₃ bestehenden L-förmigen Distanzrahmen 5 hatten auf der Sauerstoffseite eine Höhe von 7 mm, auf der Brennstoffseite eine solche von 2,5 mm. Die Schenkel waren 7 mm breit. Der längere Schenkel maß außen 80 mm, der kürzere 48 mm. Die Distanzrahmen 5 waren auf beiden Berührungsflächen (Brennstoffzelle einerseits, Trennplatte andererseits) mit 0,3 mm dicken Keramikvliesen mittels Keramikkleber beplankt. In einer Variante wurde grundsätzlich auf die trennplattenseitigen Vliese verzichtet und die Distanzrahmen 5 direkt mittels Keramikkleber auf der Trennplatte 4 befestigt.The sintered Al₂O₃ existing L-shaped spacer frame 5 had on the oxygen side a height of 7 mm, on the fuel side such a 2.5 mm. The thighs were 7 mm wide. The longer leg measured outside 80 mm, the shorter 48 mm. The spacer frame 5 were planked on both contact surfaces (fuel cell on the one hand, partition plate on the other hand) with 0.3 mm thick ceramic nonwovens using ceramic adhesive. In one variant, the separator plate-side fleeces have basically been dispensed with and the spacer frames 5 are fastened directly to the separator plate 4 by means of ceramic adhesive.

Der Stapel wurde gemäß Strömungsbild Fig. 12 mit dem gasförmigen Sauerstoffträger und dem Brennstoff beaufschlagt. Auf der Sauerstoffseite wurde pro Zelle ein Volumenstrom von 36,2 cm³/s (O₂+4 N₂) und auf der Brennstoffseite ein solcher von 0,36 cm³/s (1/2 CH₄) unter Standardbedingungen zugeleitet. Die mittlere Geschwindigkeit im Mittelfeld der Trennplatte 4 betrug unter Standardbedingungen auf der Sauerstoffseite 1,02 cm/s, auf der Brennstoffseite 0,14 cm/s. Der Sauerstoffträger wurde den Brennstoffzellen mit einer Temperatur von ca. 700°C, der Brennstoff mit einer solchen von ca. 500°C zugeführt. Entsprechend den Strömungsverhältnissen (Kreuzstrom im Mittelfeld) verließ das Ballastgas (Symbol N₂) die Brennstoffzelle mit einer Temperatur von ca. 860°C, während die Reaktionsprodukte (Symbol CO₂; H₂O) eine solche von 970°C annahmen. Die elektrische Leistung betrug ca. 4,3 W/Zelle (0,10 W/cm²), der Strom ca. 6,1 A.The stack was acted upon in accordance with flow pattern Fig. 12 with the gaseous oxidizer and the fuel. On the oxygen side, a volume flow of 36.2 cc / s (O₂ + 4 N₂) was supplied per cell and on the fuel side such a 0.36 cc / s (1/2 CH₄) under standard conditions. The average velocity in the center field of the separation plate 4 was 1.02 cm / s under standard conditions on the oxygen side, and 0.14 cm / s on the fuel side. The oxygen carrier was supplied to the fuel cells at a temperature of about 700 ° C, the fuel with a temperature of about 500 ° C. According to the flow conditions (cross-flow in midfield) the ballast gas (symbol N₂) left the fuel cell at a temperature of about 860 ° C, while the reaction products (symbol CO₂; H₂O) assumed such a 970 ° C. The electrical power was about 4.3 W / cell (0.10 W / cm²), the current about 6.1 A.

Ausführungsbeispiel 4Embodiment 4 (Siehe Fig. 6 und 7)(See Figs. 6 and 7)

Es wurde zunächst gemäß Beispiel 1 eine Brennstoffzellenanordnung zusammengestellt. Der Stapel bestand aus 20 Zellen mit Zubehörteilen und hatte einen quadratischen Querschnitt von 100 mm×100 mm. Trennplatte 4 und Distanzrahmen 5 (ohne Dichtungen) bildeten wie in Beispiel 1 eine aus dem Werkstoff Nimonic 90 gebildete Einheit. Insgesamt 16 Stapel wurden gemäß Fig. 7 mit ihren Längsachsen parallel nebeneinandergestellt und durch entsprechend geformte äußere Kanalkörper 14 und innere Kanalkörper 15 ergänzt, welche mit Keramikvlies-Dichtungen (nicht gezeichnet) versehen waren. Um Kurzschlüsse bei unregelmäßigen Wärmedehnungen zu vermeiden, wurden die Kanalkörper 14 und 15 aus gesintertem Al₂O₃ ausgeführt. It was first compiled according to Example 1, a fuel cell assembly. The stack consisted of 20 cells with accessories and had a square cross section of 100 mm × 100 mm. Separation plate 4 and spacer frame 5 (without seals) formed as in Example 1, a unit formed from the material Nimonic 90. A total of 16 stacks were shown in FIG. 7 with their longitudinal axes parallel juxtaposed and supplemented by correspondingly shaped outer channel body 14 and inner channel body 15 , which were provided with ceramic fleece seals (not shown). To avoid short circuits with irregular thermal expansions, the channel body 14 and 15 were made of sintered Al₂O₃.

In einer Variante wurden diese Kanalkörper aus einer hitze- und zunderbeständigen Eisenbasislegierung mit der Bezeichnung Cr Al 20 5 gemäß Deutscher Norm mit Werkstoffnummer 1.4767 ausgeführt und allseitig mit einem Keramikvlies von 0,5 mm Dicke mittels Keramikkleber umhüllt. Der Werkstoff hatte folgende Zusammensetzung:In one variant, these channel bodies were made of a heat- and scale-resistant iron-based alloy with the designation Cr Al 20 5 according to German standard with material number 1.4767 executed and on all sides with a ceramic fleece of 0.5 mm thick covered with ceramic adhesive. The material had the following composition:

CrCr = 20 Gew.-%= 20% by weight Alal = 5 Gew.-%= 5% by weight SiSi = 0,8 Gew.-%= 0.8% by weight MnMn = 0,4 Gew.-%= 0.4% by weight PP = 0,045 Gew.-%= 0.045% by weight SS = 0,030 Gew.-%= 0.030% by weight CC = 0,10 Gew.-%= 0.10% by weight FeFe = Rest= Rest

Die inneren Kanalkörper 15 waren als Leisten mit einem Querschnitt von 8 mm×15 mm gefertigt, während die äußeren Kanalkörper 14 mit Mehrfach-U-Querschnitt gegossen und an den Stoßfugen zum aktiven Teil des Zellenstapelaggregates mechanisch bearbeitet waren.The inner channel bodies 15 were made as strips with a cross section of 8 mm × 15 mm, while the outer channel bodies 14 were cast with multiple U-section and mechanically machined at the butt joints to the active part of the cell stacking unit.

Die ganze, aus 16 Stapeln bestehende Batterie wurde derart von gasförmigen Medien beaufschlagt, daß im einzelnen pro Brennstoffzelle genau die gleichen Verhältnisse herrschten wie unter Beispiel 1. Unter Berücksichtigung eines Volumenstroms von 58,8 cm³/s (O₂+4 N₂) pro Zelle und eines solchen von 0,6 cm³/s (1/2 CH₄) pro Zelle unter Standardbedingungen ergab sich am unteren Eintritt des vertikalen Kanals 12 für den Sauerstoffträger ein Volumenstrom von total 4700 cm³/s und am Kanal 10 für den Brennstoff ein Volumenstrom von total 48 cm³/s. Die entsprechenden mittleren Geschwindigkeiten am unteren Eintritt betrugen 302 cm/s (Kanal 12) und 4 cm/s (Kanal 10). Die Strömungsverhältnisse (Gleichstrom im Mittelfeld vergl. Fig. 2) ergaben die gleichen Temperaturen wie in Beispiel 1. Die Leistung der gesamten, aus 320 Zellen bestehenden Batterie erreichte den Wert von 2240 W.The whole, consisting of 16 stacked battery was so loaded by gaseous media that in each case exactly the same conditions prevailed per fuel cell as in Example 1. Taking into account a flow rate of 58.8 cm³ / s (O₂ + 4 N₂) per cell and of 0.6 cm3 / s (1/2 CH₄) per cell under standard conditions, the total volume flow at the bottom of the vertical channel 12 for the oxygen carrier was 4700 cc / s and at the channel 10 for the fuel a total volume flow 48 cc / s. The corresponding mean velocities at the lower entrance were 302 cm / s (channel 12 ) and 4 cm / s (channel 10 ). The flow conditions (DC in the midfield compare Fig. 2) gave the same temperatures as in Example 1. The performance of the entire, consisting of 320 cells battery reached the value of 2240 W.

Ausführungsbeispiel 5Embodiment 5 (Siehe Fig. 12 und 14)(See Figs. 12 and 14)

Ähnlich Beispiel 1 wurde eine Brennstoffzellenanordnung zusammengestellt. Ein einzelner Stapel bestand aus 25 Zellen mit Zubehörteilen und hatte einen quadratischen Querschnitt von 100 mm×100 mm. Die Trennplatte 4 bestand aus einem 0,5 mm dicken Blech aus dem Werkstoff Hastelloy "X". Die Distanzrahmen 5 bestanden aus gesintertem Al₂O₃. Die L- förmigen Schenkel maßen 100 mm und 60 mm und waren 8 mm breit. Auf der Sauerstoffseite hatten sie eine Höhe von 6 mm, auf der Brennstoffseite eine solche von 3 mm. Damit ergaben sich grundsätzlich die gleichen Abmessungen wie in Beispiel 1. Die Distanzrahmen 5 wurden mittels eines elastischen Keramikklebers direkt auf die Trennplatte 4 geklebt. Auf den die Brennstoffzellen berührenden Stirnseiten wurden sie mit einem 0,3 mm dicken Keramikvlies beplankt. Da die vertikalen Kanäle 10, 11, 12 und 13 für die gasförmigen Medien direkt durch die versetzt und stumpf aneinander­ stoßenden Distanzrahmen 5 gebildet wurden, entfielen die Kanalkörper gemäß Beispiel 4. Gemäß Fig. 14 wurden insgesamt 16 Stapel mit ihren Längsachsen parallel nebeneinander gestellt. Pro Brennstoffzelle herrschten die gleichen geometrischen Verhältnisse wie unter Beispiel 1. Im Unterschied dazu wurde die ganze Batterie strömungstechnisch jedoch so geschaltet, daß im Mittelfeld der Trennplatte 4 die Strömungsverhältnisse gemäß Fig. 12 herrschten (Kreuzstromprinzip). Bei einem Volumenstrom von 58,8 cm³/s (O₂+4 N₂) pro Zelle auf der Sauerstoffseite unter Standardbedingungen mußten unten pro Kanal 5880 cm³/s zugeführt werden. Auf der Brennstoffseite war der Volumenstrom 0,6 cm³/s (1/2 CH₄) pro Zelle, wobei unten pro Kanal 60 cm³/s zugeführt werden mußten. Die Gesamtleistung der Batterie war 2,8 kW (400 Zellen), die spezifische Leistungsdichte ca. 0,07 kW/dm³ (netto).Similar to Example 1, a fuel cell assembly was assembled. A single stack consisted of 25 cells with accessories and had a square cross section of 100 mm x 100 mm. The partition 4 consisted of a 0.5 mm thick sheet of Hastelloy "X". The spacer frame 5 consisted of sintered Al₂O₃. The L-shaped legs measured 100 mm and 60 mm and were 8 mm wide. On the oxygen side they had a height of 6 mm, on the fuel side, one of 3 mm. This basically resulted in the same dimensions as in Example 1. The spacer frame 5 were glued directly to the partition plate 4 by means of an elastic ceramic adhesive. On the end faces touching the fuel cells, they were covered with a 0.3 mm thick ceramic fleece. Since the vertical channels 10 , 11 , 12 and 13 for the gaseous media were formed directly by the staggered and stump abutting spacer frame 5 , accounted for the channel body according to Example 4. As shown in FIG. 14, a total of 16 stacks with their longitudinal axes parallel to each other. For each fuel cell, the same geometric conditions prevail as in Example 1. In contrast, the whole battery was fluidically switched so that in the middle of the partition plate 4, the flow conditions as shown in FIG. 12 prevailed (cross flow principle). At a flow rate of 58.8 cc / s (O₂ + 4 N₂) per cell on the oxygen side under standard conditions had to be supplied below per channel 5880 cc / s. On the fuel side, the volume flow was 0.6 cc / s (1/2 CH₄) per cell, with 60 cc / s down per channel. The total power of the battery was 2.8 kW (400 cells), the specific power density about 0.07 kW / dm³ (net).

Ausführungsbeispiel 6Embodiment 6 (Siehe Fig. 12 und 15)(See Figs. 12 and 15)

Ähnlich Beispiel 5 wurde eine Brennstoffzellenanordnung zusammengestellt. Ein einzelner Stapel bestand aus 40 Zellen mit Zubehörteilen und hatte einen rechteckigen Querschnitt von 100 mm×112,5 mm. Die Trennplatte 4 bestand aus einem 0,4 mm dicken Blech aus dem Werkstoff Inconel 690 mit der nachfolgenden Zusammensetzung:Similar to Example 5, a fuel cell assembly was assembled. A single stack consisted of 40 cells with accessories and had a rectangular cross-section of 100 mm x 112.5 mm. The separator plate 4 consisted of a 0.4 mm thick sheet of the material Inconel 690 with the following composition:

CrCr = 30 Gew.-%= 30% by weight FeFe = 9,5 Gew.-%= 9.5% by weight CC = 0,03 Gew.-%= 0.03% by weight NiNi = Rest= Rest

Die Distanzrahmen 5 bestanden aus gesintertem Al₂O₃. Die L- förmigen Schenkel hatten außen eine Länge von 112,5 mm und 60 mm und eine Breite von 8 mm. Auf der Sauerstoffseite hatten sie eine Höhe von 6 mm, auf der Brennstoffseite eine solche von 3 mm. Die Distanzrahmen 5 wurden mittels eines elastischen Keramikklebers auf der Trennplatte 4 befestigt. Auf den den Brennstoffzellen zugewandten Stirnseiten wurden die Distanzrahmen 5 mit einem aus Al₂O₃-Faserstoff bestehendem Vlies beklebt. Es waren wie unter Beispiel 5 beschrieben keine zusätzlichen Kanalkörper erforderlich. Insgesamt 9 Stapel von Einzel-Brennstoffzellen wurden gemäß Fig. 15 mit ihren Längsachsen parallel nebeneinander angeordnet. Auf diese Weise wurde eine Batterie von insgesamt 360 Zellen gebildet. Es herrschten daher ähnliche Verhältnisse wie in Beispiel 5 mit dem Unterschied, daß die vertikalen Kanäle für den Sauerstoffträger und für den Brennstoff verschiedene Querschnitte aufwiesen. Erstere maßen 52,5 mm×52,5 mm (27,5 cm²), letztere 40 mm×40 mm (16 cm²). Strömungstechnisch war die ganze Batterie so geschaltet, daß im Mittelfeld der Trennplatte 4 die Strömungsverhältnisse gemäß Fig. 12 herrschten (Kreuzstromprinzip). Bei einem Volumenstrom von 66 cm³/s (O₂+4 N₂) pro Zelle auf der Sauerstoffseite unter Standardbedingungen wurden unten pro Kanal 10560 cm³/s zugeführt. Auf der Brennstoffseite war der Volumenstrom unter Standardbedingungen 0,675 cm³/s (1/2 CH₄) pro Zelle, wobei dem Kanal 108 cm³/s zugeführt werden mußten. Die Gesamtleistung der 360 Zellen- Batterie betrug ca. 2,84 kW.The spacer frame 5 consisted of sintered Al₂O₃. The L-shaped legs had on the outside a length of 112.5 mm and 60 mm and a width of 8 mm. On the oxygen side they had a height of 6 mm, on the fuel side, one of 3 mm. The spacer frames 5 were fixed on the partition plate 4 by means of an elastic ceramic adhesive. On the end faces facing the fuel cells, the spacer frame 5 were pasted with a consisting of Al₂O₃ fiber fleece. There were no additional channel body required as described in Example 5. A total of 9 stacks of individual fuel cells were arranged parallel to one another according to FIG. 15 with their longitudinal axes parallel. In this way, a battery of a total of 360 cells was formed. Therefore, the conditions were similar to those in Example 5, except that the vertical channels for the oxygen carrier and for the fuel had different cross sections. The former measured 52.5 mm × 52.5 mm (27.5 cm²), the latter 40 mm × 40 mm (16 cm²). Technically speaking, the whole battery was switched so that in the middle of the partition plate 4, the flow conditions as shown in FIG. 12 prevailed (cross-flow principle). At a flow rate of 66 cc / s (O₂ + 4 N₂) per cell on the oxygen side under standard conditions below 10560 cc / s were fed per channel. On the fuel side, the volume flow under standard conditions was 0.675 cc / s (1/2 CH₄) per cell, with the channel having to be supplied at 108 cc / s. The total output of the 360 cell battery was approximately 2.84 kW.

Die Erfindung ist nicht auf die Ausführungsbeispiele beschränkt.The invention is not limited to the embodiments.

Die Vorrichtung zur Führung der gasförmigen Medien gasförmiger Sauerstoffträger (Symbol O₂; N₂) und gasförmiger Brennstoff (Symbol CH₄) besteht aus mindestens einem Stapel aus plattenförmigen ebenen keramischen Hochtemperatur- Brennstoffzellen (1; 2; 3) auf der Basis von ZrO₂ als Feststoffelektrolyt 1, wobei pro einzelnem Brennstoffzellenstapel mindestens je ein in einer Ecke einer rechteckförmigen Brennstoffzelle (1; 2; 3) angeordneter Kanal (10; 11; 12; 13) für die Zufuhr des Sauerstoffträgers O₂; N₂ (12) und des Brennstoffs CH₄ (10) sowie für die Abfuhr des Ballastgases N₂ (13) und der Reaktionsprodukte CO₂ und H₂O (11) vorgesehen ist, dessen Hauptachse auf der Plattenebene senkrecht steht und - in der Richtung der Hauptachse gesehen - abwechslungsweise auf der Sauerstoffseite und auf der Brennstoffseite der jeweiligen, zu beaufschlagenden Brennstoffzelle (1; 2; 3) Zufuhröffnungen an mindestens einer an mindestens eine Ecke anstoßenden Seite in unmittelbarer Nähe der Ecke der rechteckförmigen Brennstoffzellen-Grundfläche und Abfuhröffnungen an mindestens einer an mindestens eine der übrigen Ecken anstoßenden Seite in unmittelbarer Nähe der Ecke der rechteckförmigen Brennstoffzellen-Grundfläche aufweist, dergestalt, daß die strömenden gasförmigen Medien im Grundriß - senkrecht auf die Plattenebene gesehen - S-förmige Trajektorien beschreiben, wobei sich der Sauerstoffträger (O₂; N₂) am Eintritt in die Brennstoffzelle (1; 2; 3) parallel gegensinnig oder parallel gleichsinnig oder quer zum Brennstoff (CH₄) und im Mittelfeld der Brennstoffzelle (1; 2; 3) im Gleichstrom oder im Gegenstrom oder im Kreuzstrom zum Brennstoff (CH₄) bewegt und sich das Ballastgas (N₂) am Austritt aus der Brennstoffzelle (1; 2; 3) parallel gegensinnig oder parallel gleichsinnig oder quer zu den Reaktionsprodukten (CO₂; H₂O) bewegt.The device for guiding the gaseous media gaseous oxygen carrier (symbol O₂, N₂) and gaseous fuel (symbol CH₄) consists of at least one stack of plate-shaped planar ceramic high temperature fuel cells ( 1 , 2 , 3 ) based on ZrO₂ as solid electrolyte 1 , wherein for each fuel cell stack at least one in a corner of a rectangular fuel cell ( 1 ; 2 ; 3 ) arranged channel ( 10 ; 11 ; 12 ; 13 ) for the supply of the oxygen carrier O₂; N₂ ( 12 ) and the fuel CH₄ ( 10 ) and for the discharge of the ballast N₂ ( 13 ) and the reaction products CO₂ and H₂O ( 11 ) is provided, whose main axis is perpendicular to the plate plane and - seen in the direction of the main axis - alternately on the oxygen side and on the fuel side of the respective fuel cell ( 1 ; 2 ; 3 ) to be supplied to at least one at least one corner abutting side in the immediate vicinity of the corner of the rectangular fuel cell base and discharge openings on at least one of at least one of the others Corning abutting side in the immediate vicinity of the corner of the rectangular fuel cell base, such that the flowing gaseous media in plan view - viewed perpendicular to the plate plane - describe S-shaped trajectories, wherein the oxygen carrier (O₂, N₂) at the entrance to the Fuel cell ( 1 , 2 , 3 ) para llel in opposite directions or parallel in the same direction or transverse to the fuel (CH₄) and midfield of the fuel cell ( 1 ; 2 ; 3 ) in cocurrent or in countercurrent or cross-flow to the fuel (CH₄) moves and the ballast gas (N₂) at the outlet of the fuel cell ( 1 ; 2 ; 3 ) in opposite directions in parallel or in the same direction or transverse to the reaction products (CO₂; H₂O) emotional.

In einer ersten Ausführungsart der Vorrichtung sind die Zufuhröffnungen in unmittelbarer Nähe von zwei auf der gleichen Seite der Brennstoffzellen-Grundfläche gelegenen Ecken, jedoch an gegenüberliegenden Seiten und die Abfuhröffnungen in unmittelbarer Nähe der diesen Zufuhröffnungen diagonal gegenüberliegenden Ecken angeordnet und der Sauerstoffträger (O₂; N₂) am Eintritt in die Brennstoffzelle (1; 2; 3) bewegt sich parallel gegensinnig zum Brennstoff (CH₄) und im Mittelfeld der Brennstoffzelle (1; 2; 3) im Gleichstrom zum Brennstoff (CH₄) wobei sich das Ballastgas (N₂) am Austritt aus der Brennstoffzelle (1; 2; 3) parallel gegensinnig zu den Reaktionsprodukten (CO₂; H₂O) bewegt. In einer zweiten Ausführungsart der Vorrichtung sind die Zufuhröffnungen in unmittelbarer Nähe von zwei auf der gleichen Seite der Brennstoffzellen-Grundfläche gelegenen Ecken und an der gleichen Seite und die Abfuhröffnungen in unmittelbarer Nähe der diesen Zufuhröffnungen diagonal gegenüberliegenden Ecken angeordnet und der Sauerstoffträger (O₂; N₂) am Eintritt in die Brennstoffzelle (1; 2; 3) bewegt sich parallel gleichsinnig zum Brennstoff (CH₄) und im Mittelfeld der Brennstoffzelle (1; 2; 3) im Gegenstrom zum Brennstoff (CH₄), wobei sich das Ballastgas (N₂) am Austritt aus der Brennstoffzelle (1; 2; 3) parallel gleichsinnig zu den Reaktionsprodukten (CO₂; H₂O) bewegt. In einer weiteren Ausführungsart der Vorrichtung sind die Zufuhröffnungen in unmittelbarer Nähe einer einzigen, von zwei aneinanderstoßenden Seiten der Brennstoffzellen- Grundfläche gebildeten Ecke und an diesen beiden Seiten und die Abfuhröffnungen in unmittelbarer Nähe der diesen Zufuhröffnungen diagonal gegenüberliegenden Ecken angeordnet und der Sauerstoffträger (O₂; N₂) am Eintritt in die Brennstoffzelle (1; 2; 3) bewegt sich quer zum Brennstoff (CH₄) und im Mittelfeld der Brennstoffzelle (1; 2; 3) im Kurzstrom zum Brennstoff (CH₄), wobei sich das Ballastgas (N₂) am Austritt aus der Brennstoffzelle (1; 2; 3) quer zu den Reaktionsprodukten (CO₂; H₂O) bewegt.In a first embodiment of the device, the supply openings are in the immediate vicinity of two located on the same side of the fuel cell base corners, but on opposite sides and the discharge openings in the immediate vicinity of these supply openings diagonally opposite corners arranged and the oxygen carrier (O₂, N₂) at the entrance to the fuel cell ( 1 , 2 , 3 ) moves parallel in opposite directions to the fuel (CH₄) and in the center of the fuel cell ( 1 , 2 , 3 ) in the DC to the fuel (CH₄) with the ballast gas (N₂) at the outlet of the fuel cell ( 1 ; 2 ; 3 ) moves in parallel opposite to the reaction products (CO₂, H₂O). In a second embodiment of the device, the supply openings are arranged in the immediate vicinity of two corners located on the same side of the fuel cell base and on the same side and the discharge openings in the immediate vicinity of these feed openings diagonally opposite corners and the oxygen carrier (O₂, N₂) at the entrance to the fuel cell ( 1 , 2 , 3 ) moves in the same direction in the same direction to the fuel (CH₄) and in the middle of the fuel cell ( 1 , 2 , 3 ) in countercurrent to the fuel (CH₄), wherein the ballast gas (N₂) at the outlet From the fuel cell ( 1 , 2 , 3 ) in parallel in the same direction to the reaction products (CO₂, H₂O) moves. In a further embodiment of the device, the feed openings are located in the immediate vicinity of a single corner formed by two abutting sides of the fuel cell base and on both sides and the discharge openings in the immediate vicinity of these feed openings diagonally opposite corners and the oxygen carrier (O₂, N₂ ) at the entrance to the fuel cell ( 1 , 2 , 3 ) moves transversely to the fuel (CH₄) and midfield of the fuel cell ( 1 , 2 , 3 ) in short-flow to the fuel (CH₄), wherein the ballast gas (N₂) at the outlet From the fuel cell ( 1 , 2 , 3 ) transversely to the reaction products (CO₂, H₂O) moves.

Claims (4)

1. Vorrichtung zur Führung der gasförmigen Medien gasförmiger Sauerstoffträger (Symbol O₂; N₂) und gasförmiger Brennstoff (Symbol CH₄) in mindestens einem Stapel bestehend aus plattenförmigen ebenen keramischen Hochtemperatur-Brennstoffzellen (1; 2; 3) auf der Basis von ZrO₂ als Feststoffelektrolyt (1), dadurch gekennzeichnet, daß pro einzelnem Brennstoffzellenstapel mindestens je ein in einer Ecke einer rechteckförmigen Brennstoffzelle (1; 2; 3) angeordneter Kanal (10; 11; 12; 13) für die Zufuhr des Sauerstoffträgers (O₂; N₂) (12) und des Brennstoffs CH₄ (10) sowie für die Abfuhr des Ballastgases N₂ (13) und der Reaktionsprodukte CO₂ und H₂O (11) vorgesehen ist, dessen Hauptachse auf der Plattenebene senkrecht steht und - in der Richtung der Hauptachse gesehen - abwechslungsweise auf der Sauerstoffseite und auf der Brennstoffseite der jeweiligen, zu beaufschlagenden Brennstoffzelle (1; 2; 3) Zufuhröffnungen an mindestens einer an mindestens eine Ecke anstoßenden Seite in unmittelbarer Nähe der Ecke der rechteckförmigen Brennstoffzellen-Grundfläche und Abfuhröffnungen an mindestens einer an mindestens eine der übrigen Ecken anstoßenden Seite in unmittelbarer Nähe der Ecke der rechteckförmigen Brennstoffzellen-Grundfläche aufweist, dergestalt, daß die strömenden gasförmigen Medien im Grundriß - senkrecht auf die Plattenebene gesehen - S-förmige Trajektorien beschreiben, wobei sich der Sauerstoffträger (O₂; N₂) am Eintritt in die Brennstoffzelle (1; 2; 3) parallel gegensinnig oder parallel gleichsinnig oder quer zum Brennstoff (CH₄) und im Mittelfeld der Brennstoffzelle (1; 2; 3) im Gleichstrom oder im Gegenstrom oder im Kreuzstrom zum Brennstoff (CH₄) bewegt und sich das Ballastgas (N₂) am Austritt aus der Brennstoffzelle (1; 2; 3) parallel gegensinnig oder parallel gleichsinnig oder quer zu den Reaktionsprodukten (CO₂; H₂O) bewegt.1. Device for guiding the gaseous media gaseous oxidizer (symbol O₂, N₂) and gaseous fuel (symbol CH₄) in at least one stack consisting of plate-shaped planar ceramic high-temperature fuel cells ( 1 , 2 , 3 ) based on ZrO₂ as a solid electrolyte ( 1 ), characterized in that per each fuel cell stack at least one in a corner of a rectangular fuel cell ( 1 ; 2 ; 3 ) arranged channel ( 10 ; 11 ; 12 ; 13 ) for the supply of the oxygen carrier (O₂; N₂) ( 12 ) and the fuel CH₄ ( 10 ) and for the discharge of the ballast gas N₂ ( 13 ) and the reaction products CO₂ and H₂O ( 11 ) is provided, whose main axis is perpendicular to the plate plane and - seen in the direction of the main axis - alternately on the oxygen side and on the fuel side of the respective fuel cell ( 1 , 2 , 3 ) to be acted upon supply openings on at least one having at least one corner abutting side in the immediate vicinity of the corner of the rectangular fuel cell base and discharge openings on at least one abutting at least one of the remaining corners side in the immediate vicinity of the corner of the rectangular fuel cell base area, such that the flowing gaseous media in plan view - Seen perpendicular to the plane of the plate - describe S-shaped trajectories, wherein the oxygen carrier (O₂; N₂) in the fuel cell ( 1 , 2 , 3 ) parallel in opposite directions or parallel in the same direction or transverse to the fuel (CH₄) and midfield of the fuel cell ( 1 , 2 , 3 ) in cocurrent or countercurrent or in cross-flow to the fuel (CH₄ Moves and the ballast gas (N₂) at the outlet of the fuel cell ( 1 , 2 , 3 ) in parallel in the same direction or in parallel in the same direction or transversely to the reaction products (CO₂, H₂O) moves. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhröffnungen in unmittelbarer Nähe von zwei auf der gleichen Seite der Brennstoffzellen- Grundfläche gelegenen Ecken, jedoch an gegenüberliegenden Seiten und die Abfuhröffnungen in unmittelbarer Nähe der diesen Zufuhröffnungen diagonal gegenüberliegenden Ecken angeordnet sind, und daß sich der Sauerstoffträger (O₂; N₂) am Eintritt in die Brennstoffzelle (1; 2; 3) parallel gegensinnig zum Brennstoff (CH₄) und im Mittelfeld der Brennstoffzelle (1; 2; 3) im Gleichstrom zum Brennstoff (CH₄) bewegt und sich das Ballastgas (N₂) am Austritt aus der Brennstoffzelle (1; 2; 3) parallel gegensinnig zu den Reaktionsprodukten (CO₂; H₂O) bewegt.2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the feed openings are arranged in the immediate vicinity of two located on the same side of the fuel cell base corners, but on opposite sides and the discharge openings in the immediate vicinity of these feed openings diagonally opposite corners, and that the oxygen carrier (O₂; N₂) (3 1; 2) for fuel in the direct current (CH₄) moves and which at the inlet into the fuel cell (1; 2 3) in parallel in the opposite direction to the fuel (CH₄) and in the middle of the fuel cell Ballast gas (N₂) at the outlet of the fuel cell ( 1 ; 2 ; 3 ) moves in parallel opposite to the reaction products (CO₂, H₂O). 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhröffnungen in unmittelbarer Nähe von zwei auf der gleichen Seite der Brennstoffzellen- Grundfläche gelegenen Ecken und an der gleichen Seite und die Abfuhröffnungen in unmittelbarer Nähe der diesen Zufuhröffnungen diagonal gegenüberliegenden Ecken angeordnet sind, und daß sich der Sauerstoffträger (O₂; N₂) am Eintritt in die Brennstoffzelle (1; 2; 3) parallel gleichsinnig zum Brennstoff (CH₄) und im Mittelpunkt der Brennstoffzelle (1; 2; 3) im Gegenstrom zum Brennstoff (CH₄) bewegt und sich das Ballastgas (N₂) am Austritt aus der Brennstoffzelle (1; 2; 3) parallel gleichsinnig zu den Reaktionsprodukten (CO₂; H₂O) bewegt. 3. A device according to claim 1, characterized in that the supply openings are arranged in the immediate vicinity of two located on the same side of the fuel cell base corners and on the same side and the discharge openings in the immediate vicinity of these feed openings diagonally opposite corners, and that the oxygen carrier (O₂; N₂) (3 1; 2) for fuel in countercurrent (CH₄) moves and which at the inlet into the fuel cell (1; 2 3) in parallel in the same direction to the fuel (CH₄) and the center of the fuel cell Ballast gas (N₂) at the outlet of the fuel cell ( 1 ; 2 ; 3 ) moves in the same direction in parallel with the reaction products (CO₂, H₂O). 4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhröffnungen in unmittelbarer Nähe einer einzigen, von zwei aneinanderstoßenden Seiten der Brennstoffzellen-Grundfläche gebildeten Ecke und an diesen beiden Seiten und die Abfuhröffnungen in unmittelbarer Nähe der diesen Zufuhröffnungen diagonal gegenüberliegenden Ecken angeordnet sind, und daß sich der Sauerstoffträger (O₂; N₂) am Eintritt in die Brennstoffzelle (1; 2; 3) quer zum Brennstoff (CH₄) und im Mittelfeld der Brennstoffzelle (1; 2; 3) im Kurzstrom zum Brennstoff (CH₄) bewegt und sich das Ballastgas (N₂) am Austritt aus der Brennstoffzelle (1; 2; 3) quer zu den Reaktionsprodukten (CO₂; H₂O) bewegt.4. The device according to claim 1, characterized in that the supply openings are arranged in the immediate vicinity of a single, formed by two abutting sides of the fuel cell base corner and on both sides and the discharge openings in the immediate vicinity of these feed openings diagonally opposite corners, and that the oxygen carrier (O₂; N₂) moves at the entrance to the fuel cell ( 1 ; 2 ; 3 ) transversely to the fuel (CH₄) and in the middle of the fuel cell ( 1 ; 2 ; 3 ) in short-flow to the fuel (CH₄) and the Ballast gas (N₂) at the outlet of the fuel cell ( 1 , 2 , 3 ) transversely to the reaction products (CO₂, H₂O) moves.
DE4113049A 1990-05-28 1991-04-22 Gas feed for high temp. fuel cell stack - uses S=shaped flow path between diametrically opposing corners of fuel cell plates Withdrawn DE4113049A1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH179590 1990-05-28

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE4113049A1 true DE4113049A1 (en) 1991-12-05

Family

ID=4218774

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE4113049A Withdrawn DE4113049A1 (en) 1990-05-28 1991-04-22 Gas feed for high temp. fuel cell stack - uses S=shaped flow path between diametrically opposing corners of fuel cell plates

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE4113049A1 (en)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5397655A (en) * 1992-11-05 1995-03-14 Siemens Aktiengesellschaft Fuel cell block and method for adjusting the removal of inert gas from the fuel cell block
US5478662A (en) * 1992-11-05 1995-12-26 Siemens Aktiengesellschaft Method and apparatus for disposing of water and/or inert gas from a fuel cell block
DE4438167C1 (en) * 1994-10-26 1996-03-14 Licentia Gmbh Gas feed system for fuel cell
DE19602315A1 (en) * 1996-01-23 1997-07-24 Siemens Ag Liquid-cooled fuel cell with distribution channels
DE19743067A1 (en) * 1997-09-30 1999-04-01 Ballard Power Systems Flow module, especially fuel cell
EP0961333A1 (en) * 1997-11-14 1999-12-01 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Solid electrolyte fuel cell
DE10232332A1 (en) * 2002-07-17 2004-02-05 Mtu Cfc Solutions Gmbh Fuel cell arrangement has main flow direction of combustion gas into anode gas volume essentially in same flow direction as main flow direction of cathode gas into cathode gas volume
DE10232331A1 (en) * 2002-07-17 2004-02-12 Mtu Cfc Solutions Gmbh Fuel cell arrangement has gas flow paths for combustion/cathode gas with sections partly against main flow direction of relevant gas supplied with gas at relatively low temperature to cool fuel cells
US7022430B2 (en) 2002-01-07 2006-04-04 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Compact fuel cell with improved fluid supply
US7174977B2 (en) 2002-02-05 2007-02-13 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Vehicle with electric motor mounted thereon

Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
USRE36148E (en) * 1992-11-05 1999-03-16 Siemens Aktiengesellschaft Method and apparatus for disposing of water and/or inert gas from a fuel cell block
US5478662A (en) * 1992-11-05 1995-12-26 Siemens Aktiengesellschaft Method and apparatus for disposing of water and/or inert gas from a fuel cell block
US5397655A (en) * 1992-11-05 1995-03-14 Siemens Aktiengesellschaft Fuel cell block and method for adjusting the removal of inert gas from the fuel cell block
DE4438167C1 (en) * 1994-10-26 1996-03-14 Licentia Gmbh Gas feed system for fuel cell
DE19602315C2 (en) * 1996-01-23 2001-10-11 Siemens Ag Liquid-cooled fuel cell with distribution channels
DE19602315A1 (en) * 1996-01-23 1997-07-24 Siemens Ag Liquid-cooled fuel cell with distribution channels
DE19743067C2 (en) * 1997-09-30 1999-07-29 Ballard Power Systems Flow module with flow chambers for three or four fluids
DE19743067A1 (en) * 1997-09-30 1999-04-01 Ballard Power Systems Flow module, especially fuel cell
EP0961333A1 (en) * 1997-11-14 1999-12-01 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Solid electrolyte fuel cell
EP0961333A4 (en) * 1997-11-14 2002-09-11 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Solid electrolyte fuel cell
JP3530198B2 (en) 1997-11-14 2004-05-24 三菱重工業株式会社 Solid electrolyte fuel cell
US7022430B2 (en) 2002-01-07 2006-04-04 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Compact fuel cell with improved fluid supply
DE10300068B4 (en) * 2002-01-07 2009-04-09 Honda Giken Kogyo K.K. fuel cell
US7174977B2 (en) 2002-02-05 2007-02-13 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Vehicle with electric motor mounted thereon
DE10232331A1 (en) * 2002-07-17 2004-02-12 Mtu Cfc Solutions Gmbh Fuel cell arrangement has gas flow paths for combustion/cathode gas with sections partly against main flow direction of relevant gas supplied with gas at relatively low temperature to cool fuel cells
DE10232332B4 (en) * 2002-07-17 2005-07-07 Mtu Cfc Solutions Gmbh Brenstoffzellenanordnung
DE10232331B4 (en) * 2002-07-17 2005-06-16 Mtu Cfc Solutions Gmbh A fuel cell assembly
DE10232332A1 (en) * 2002-07-17 2004-02-05 Mtu Cfc Solutions Gmbh Fuel cell arrangement has main flow direction of combustion gas into anode gas volume essentially in same flow direction as main flow direction of cathode gas into cathode gas volume

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0378812A1 (en) Arrangement of fuel cells based on a solid electrolyte operating at a high temperature, consisting of zirconium oxide, to obtain maximum possible power
DE19602315C2 (en) Liquid-cooled fuel cell with distribution channels
EP1080511B1 (en) Fuel cell module
DE4016157A1 (en) High temp. fuel cell stack - with cells series-connected by separator plates and elastic current collectors
WO2005117192A1 (en) High temperature solid electrolyte fuel cell and fuel cell installation built with said fuel cell
EP0398111A1 (en) Device for converting chemical energy of hydrocarbons to electrical energy by means of electrochemical high temperature process
DE3437500A1 (en) SOLID OXIDE FUEL CELL WITH MONOLITHIC CROSSFLOW CORE AND COLLECTION LINE
EP0452737A1 (en) Fuel cell assembly and process of manufacture
DE3914244A1 (en) FUEL CELL ARRANGEMENT AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF
EP1830426A1 (en) Bipolar plate, in particular for the fuel cell pack of a vehicle
CH682270A5 (en)
DE60008577T2 (en) United solid oxide fuel cell
DE4113049A1 (en) Gas feed for high temp. fuel cell stack - uses S=shaped flow path between diametrically opposing corners of fuel cell plates
DE112019000055T5 (en) ELECTROCHEMICAL CELL AND CELL STACKING DEVICE
EP0374636A1 (en) Process for the conversion of the chemical potential energy of a material into electrical energy by a high-temperature electrochemical process
EP0440968A1 (en) Element for obtaining a possible uniform temperature distribution on the surface of a plate-like ceramic high temperature fuel cell
EP0424691A1 (en) Arrangement of elements for the conduction of current between ceramic hightemperature fuel cells
DE4308780C1 (en) Arrangement for connecting stacks of high-temperature fuel cells
WO2008151591A1 (en) Repeater unit for a fuel cell stack
EP0397072A1 (en) Arrangement of a plurality of flat, even, high-temperature fuel cells, assembled in a stack
EP0880802B1 (en) High-temperature fuel cell and high-temperature fuel cell stack with metallic composite conducting structures
DE4011079A1 (en) HIGH TEMPERATURE FUEL CELL
EP0507977A1 (en) Fuel cell assembly
DE102022121234A1 (en) Electrochemical reaction cell stack
EP0503526A1 (en) Fuel cell module comprising ceramic solid electrolyte and method of manufacture

Legal Events

Date Code Title Description
8139 Disposal/non-payment of the annual fee