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DE102007024226A1 - fuel cell module - Google Patents

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DE102007024226A1
DE102007024226A1 DE102007024226A DE102007024226A DE102007024226A1 DE 102007024226 A1 DE102007024226 A1 DE 102007024226A1 DE 102007024226 A DE102007024226 A DE 102007024226A DE 102007024226 A DE102007024226 A DE 102007024226A DE 102007024226 A1 DE102007024226 A1 DE 102007024226A1
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DE
Germany
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electrode
fuel cell
cell module
module according
housing part
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Withdrawn
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DE102007024226A
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German (de)
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Patric Szabo
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Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Original Assignee
Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
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Abstract

Um ein Brennstoffzellenmodul, umfassend ein Gehäuse und eine in dem Gehäuse angeordnete Anoden-Elektrolyt-Kathoden-Einheit mit einer Anode, einem Elektrolyten und einer Kathode, wobei ein erster Gehäuseteil mit einer ersten Elektrode elektrisch verbunden ist, bereitzustellen, welches zuverlässig im Betrieb ist, ist vorgesehen, dass die erste Elektrode und/oder ein Elektrodenträger über eine Lotschicht mit einem zweiten Gehäuseteil elektrisch verbunden ist, wobei der zweite Gehäuseteil auf dem gleichen elektrischen Potential wie der erste Gehäuseteil liegt.To provide a fuel cell module comprising a housing and an anode-electrolyte-cathode unit disposed in the housing with an anode, an electrolyte and a cathode, wherein a first housing part is electrically connected to a first electrode, which is reliable in operation, it is provided that the first electrode and / or an electrode carrier is electrically connected via a solder layer to a second housing part, wherein the second housing part is at the same electrical potential as the first housing part.

Description

Die Erfindung betrifft ein Brennstoffzellenmodul, umfassend ein Gehäuse und eine in dem Gehäuse angeordnete Anoden-Elektrolyt-Kathoden-Einheit mit einer Anode, einem Elektrolyten und einer Kathode, wobei ein erster Gehäuseteil mit einer ersten Elektrode elektrisch verbunden ist.The The invention relates to a fuel cell module comprising a housing and an anode-electrolyte-cathode unit disposed in the housing an anode, an electrolyte and a cathode, wherein a first Housing part electrically connected to a first electrode is.

Aus der DE 198 41 919 A1 ist ein Brennstoffzellenmodul bekannt, welches eine Brennstoffzelle aufweist, die an ihrer Anode und ihrer Kathode jeweils mit einem Stromabnehmer versehen ist. Die Anode ist mit Hilfe eines Lots an ihrem Stromabnehmer befestigt.From the DE 198 41 919 A1 a fuel cell module is known, which has a fuel cell, which is provided at its anode and its cathode in each case with a current collector. The anode is attached to its current collector by means of a solder.

Aus der DE 20 2005 020 601 U1 ist eine Brennstoffzelleneinheit, umfassend eine Kathoden-Elektrolyt-Anoden-Einheit und mindestens ein Kontaktelement zum elektrisch leitenden Kontaktieren der Kathoden-Elektrolyt-Anoden-Einheit bekannt. Das mindestens eine Kontaktelement umfasst eine mit einer Vielzahl von Durchbrüchen versehene Platte.From the DE 20 2005 020 601 U1 is a fuel cell unit comprising a cathode-electrolyte-anode unit and at least one contact element for electrically conductive contacting of the cathode-electrolyte-anode unit known. The at least one contact element comprises a plate provided with a plurality of openings.

Aus der EP 1 318 560 A2 ist ein Träger für eine elektrochemische Funktionseinheit einer Hochtemperatur-Brennstoffzelle bekannt, welcher zur Zuführung von Reaktanten und/oder Abführung von Reaktionsprodukten eine Porosität aufweist.From the EP 1 318 560 A2 a carrier for an electrochemical functional unit of a high-temperature fuel cell is known, which has a porosity for the supply of reactants and / or discharge of reaction products.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Brennstoffzellenmodul der eingangs genannten Art bereitzustellen, welches zuverlässig im Betrieb ist.Of the Invention is based on the object, a fuel cell module to provide the type mentioned, which reliable in operation.

Diese Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Brennstoffzellenmodul erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die erste Elektrode und/oder ein Elektrodenträger über eine Lotschicht mit einem zweiten Gehäuseteil elektrisch verbunden ist, wobei der zweite Gehäuseteil auf dem gleichen elektrischen Potential wie der erste Gehäuseteil liegt.These Task is in the fuel cell module mentioned in the present invention solved that the first electrode and / or an electrode carrier over a solder layer with a second housing part electrically is connected, wherein the second housing part on the same electrical potential as the first housing part is located.

Der erste Gehäuseteil und die erste Elektrode (welche entweder die Anode oder die Kathode ist) sind elektrisch miteinander verbunden; der erste Gehäuseteil liegt dadurch auf dem Potential der ersten Elektrode und es ist ein elektronischer Leitungspfad bereitgestellt. Durch die Lotschicht wird ein weiterer elektronischer Leitungspfad mit einer Komponente des Brennstoffzellenmoduls bereitgestellt, welche sich auf dem gleichen elektrischen Potential befinden. Dadurch wird die elektrische Kontaktierung verbessert.Of the first housing part and the first electrode (which either the anode or the cathode) are electrically connected together; The first housing part is thereby at the potential of first electrode and an electronic conduction path is provided. The solder layer becomes another electronic conduction path provided with a component of the fuel cell module, which are at the same electrical potential. Thereby the electrical contact is improved.

An einer elektrischen Kontakteinrichtung zwischen der ersten Elektrode und dem Gehäuse und/oder dem Gehäuse können grundsätzlich Redoxreaktionen stattfinden, wenn ein entsprechender Elektrodenraum mit sauerstoffhaltigen Gasen durchströmt wird. Ein solches Durchströmen kann beispielsweise durch Rückdiffusion durch ein Abgasrohr oder durch Ausbrennen eines Brenngasreformers erfolgen. Es kommt dann zu unerwünschten Oxidationen. Wenn beispielsweise als elektrische Kontakteinrichtung ein Nickelnetz eingesetzt wird, dann kann durch solche Redoxreaktionen das Nickel oxidieren. Dies verschlechtert den elektrischen Kontakt zwischen dem ersten Gehäuseteil und einer Anode als erster Elektrode.At an electrical contact device between the first electrode and the housing and / or the housing In principle, redox reactions take place when a corresponding electrode space perfused with oxygen-containing gases. Such Flow through, for example, by back diffusion through an exhaust pipe or by burning out a fuel gas reformer respectively. It then comes to unwanted oxidation. If For example, as an electrical contact device, a nickel network is used, then by such redox reactions, the nickel oxidize. This deteriorates the electrical contact between the first housing part and an anode as the first electrode.

Weiterhin ist, damit ein Durchtritt von Brenngas zu einer Anode als erster Elektrode ermöglicht wird, die mechanische Kontaktfläche zwischen dem ersten Gehäuseteil oder einer elektrischen Kontakteinrichtung und der Anode (direkt oder über einen Anodenträger) "punktuell", d. h. nicht vollflächig. Weiterhin können die Übergangswiderstände zwischen dem Gehäuse oder der elektrischen Kontakteinrichtung und der ersten Elektrode bzw. dem Elektrodenträger höher sein als beispielsweise bei einer Sinterverbindung mit entsprechenden höheren ohmschen Verlusten. Durch den zusätzlichen elektronischen Leitungspfad über die Lotschicht wird der elektrische Kontakt zwischen dem Gehäuse und der ersten Elektrode insgesamt verbessert.Farther is, therefore, a passage of fuel gas to an anode first Electrode is possible, the mechanical contact surface between the first housing part or an electrical Contact device and the anode (directly or via an anode support) "punctually", d. H. not full surface. Furthermore you can the contact resistance between the housing or the electrical contact device and the first electrode or the electrode carrier be higher than, for example in a sintered connection with corresponding higher ohmic losses. Through the additional electronic line path over the solder layer becomes the electrical contact between the housing and the first electrode improved overall.

Durch die Lotschicht wird eine stoffschlüssige Verbindung mit entsprechend niedrigen Widerständen hergestellt. Es wird dadurch auch im Falle einer schlechten Hauptkontaktierung durch die elektrische Kontakteinrichtung oder direkt mit dem ersten Gehäuseteil ein zusätzlicher elektronischer Leitungspfad bereitgestellt werden.By the solder layer becomes a material connection with manufactured according to low resistances. It will thereby also in the case of a bad Hauptkontaktierung by the electrical contact device or directly to the first housing part an additional electronic line path provided become.

Durch die Lotschicht kann auch eine Fluid-Dichtung für einen Elektrodenraum (wie beispielsweise einen Anodenraum) bereitgestellt werden. Ferner ist eine (zusätzliche) mechanische Verbindung zwischen der Anoden-Elektrolyt-Kathoden-Einheit und dem Gehäuse durch die Lotschicht realisierbar.By The solder layer can also be a fluid seal for a Electrode space (such as an anode space) provided become. Furthermore, an (additional) mechanical connection between the anode-electrolyte-cathode unit and the housing realized by the solder layer.

Durch die erfindungsgemäße Lösung lässt sich ein Gehäuse in Funktionsweise einer Bipolarplatte bereitstellen, so dass ein einfacher elektrischer Anschluss zwischen benachbarten Brennstoffzellenmodulen zur Ausbildung eines Brennstoffzellenstapels ermöglicht ist.By the solution according to the invention can be provide a housing in operation of a bipolar plate, allowing a simple electrical connection between adjacent ones Fuel cell modules for forming a fuel cell stack is possible.

Insbesondere sind die erste Elektrode und/oder der Elektrodenträger außerhalb eines Kontaktbereichs mit dem ersten Gehäuseteil (direkt oder über eine elektrische Kontakteinrichtung) über die Lotschicht mit dem zweiten Gehäuseteil verbunden. Dadurch ist ein zusätzlicher Kontaktpfad zur Bildung eines zusätzlichen elektronischen Leitungspfads realisiert.Especially are the first electrode and / or the electrode carrier outside a contact area with the first housing part (directly or via an electrical contact device) via the solder layer is connected to the second housing part. Thereby is an additional contact path to form an additional realized electronic circuit paths.

Ganz besonders vorteilhaft ist es, wenn die Lotschicht eine Fluid-Dichtung für einen Elektrodenraum bildet. Dadurch lässt sich ein Elektrodenraum, über den Brennstoffgase der Anode (der Elektrodenraum ist dann ein Anodenraum) zugeführt werden bzw. Oxidator der Kathode zugeführt wird (der Elektrodenraum ist dann ein Kathodenraum), von dem anderen Elektrodenraum (dem Kathodenraum bzw. dem Anodenraum) auf einfache Weise abdichten.It is particularly advantageous if the Lotschicht forms a fluid seal for an electrode space. As a result, an electrode space via which fuel gases of the anode (the electrode space is then an anode space) can be supplied or oxidant is fed to the cathode (the electrode space is then a cathode space), from the other electrode space (the cathode space or the anode space) seal easily.

Es ist günstig, wenn die Lotschicht an und/oder in der Nähe eines Randbereichs der ersten Elektrode und/oder des Elektrodenträgers und/oder einer elektrischen Kontakteinrichtung angeordnet ist. Dadurch lässt sich der "Flächenverbrauch" an der ersten Elektrode und/oder dem Elektrodenträger und/oder der elektrischen Kontakteinrichtung gering halten.It is favorable when the solder layer on and / or in the vicinity an edge region of the first electrode and / or the electrode carrier and / or an electrical contact device is arranged. Thereby can the "area consumption" at the first Electrode and / or the electrode carrier and / or the electrical Keep contact device low.

Aus dem gleichen Grund ist es günstig, wenn die Lotschicht um eine Umfangskontur der ersten Elektrode und/oder des Elektrodenträgers und/oder einer elektrischen Kontakteinrichtung angeordnet ist. Es lässt sich dadurch ein Elektrodenraum abgrenzen. Weiterhin lässt sich über einen großen Flächenbereich ein zusätzlicher elektronischer Leitungspfad bereitstellen.Out For the same reason, it is favorable if the solder layer around a circumferential contour of the first electrode and / or the electrode carrier and / or an electrical contact device is arranged. It can thereby delimit an electrode space. Farther can be spread over a large area provide an additional electronic line path.

Es ist günstig, wenn die Lotschicht an dem Elektrolyten angeordnet ist. Dadurch lässt sich eine verbesserte Dichtung erreichen.It is favorable when the solder layer is disposed on the electrolyte is. This can achieve an improved seal.

Günstig ist es, wenn der zweite Gehäuseteil einen Überlappbereich aufweist, welcher über die erste Elektrode ragend angeordnet ist. Dadurch wird ein Anlagebereich für die Lotschicht bereitgestellt. Dies ermöglicht auf einfache Weise eine mechanische Verbindung zwischen der Anoden-Elektrolyt-Kathoden-Einheit und dem zweiten Gehäuseteil. Dadurch wiederum lässt sich ein großer elektronischer Kontaktbereich bereitstellen. Ferner lässt sich auf einfache Weise eine Abdichtung des Elektrodenraums erreichen.Cheap it is when the second housing part has an overlap area which protrudes over the first electrode is. This creates a contact area for the solder layer provided. This allows a simple way mechanical connection between the anode-electrolyte-cathode unit and the second housing part. This in turn leaves to provide a large electronic contact area. Furthermore, can be easily a seal of the Reach electrode space.

Aus dem gleichen Grund ist es günstig, wenn der Überlappbereich über den Elektrolyten ragend angeordnet ist. Dadurch lässt sich die Lotschicht zwischen dem Überlappbereich und dem Elektrolyten positionieren, um so eine hohe Dichtwirkung zu erzielen.Out For the same reason, it is favorable if the overlap area over is arranged projecting the electrolyte. This can be done position the solder layer between the overlap area and the electrolyte, so as to achieve a high sealing effect.

Insbesondere ist die Lotschicht zwischen dem Überlappbereich und dem Elektrolyten angeordnet. Dadurch erhält man eine hohe Dichtwirkung.Especially is the solder layer between the overlap area and the Electrolytes arranged. This gives a high sealing effect.

Der Elektrodenträger ist insbesondere porös. Der Elektrodenträger bildet ein Trägersubstrat für die erste Elektrode und vorzugsweise auch für die Anoden-Elektrolyt-Kathoden-Einheit. Durch den porösen Elektrodenträger lässt sich Brennstoffgas der Anode bzw. Oxidator der Kathode zuführen.Of the Electrode carrier is particularly porous. The electrode carrier forms a carrier substrate for the first electrode and preferably also for the anode-electrolyte-cathode unit. Through the porous electrode carrier leaves Pass fuel gas to the anode or oxidizer of the cathode.

Weiterhin ist der Elektrodenträger elektrisch leitend. Dadurch lässt sich eine leitfähige Verbindung zwischen dem Gehäuse und der ersten Elektrode herstellen.Farther the electrode carrier is electrically conductive. By doing so leaves a conductive connection between the housing and the first electrode.

Beispielsweise ist eine elektrische Kontakteinrichtung zwischen dem ersten Gehäuseteil und dem Elektrodenträger angeordnet. Der Elektrodenträger wiederum trägt die Anoden-Elektrolyt-Kathoden-Einheit. Dadurch wird eine metallsubstratgetragene Brennstoffzelle bereitgestellt. Durch die Kontakteinrichtung lassen sich auch Toleranzen in der Dicke einer Zelleinheit ausgleichen.For example is an electrical contact device between the first housing part and the electrode carrier disposed. The electrode carrier in turn carries the anode-electrolyte-cathode unit. Thereby, a metal substrate-supported fuel cell is provided. By the contact device can also tolerances in the Compensate the thickness of a cell unit.

Es kann auch vorgesehen sein, dass die erste Elektrode oder der Elektrodenträger direkt an dem ersten Gehäuseteil angeordnet sind. Dieses erste Gehäuseteil ist dann entsprechend als Gasverteilungsstruktur ausgebildet. Es ist dabei möglich, dass die entsprechende zweite Elektrode des benachbarten Brennstoffzellenmoduls direkt mit dem entsprechend ausgebildeten ersten Gehäuseteil zur Bildung eines Brennstoffzellenstapels verbunden ist.It can also be provided that the first electrode or the electrode carrier are arranged directly on the first housing part. This first housing part is then correspondingly as a gas distribution structure educated. It is possible that the corresponding second electrode of the adjacent fuel cell module directly with the correspondingly formed first housing part for Forming a fuel cell stack is connected.

Vorteilhafterweise ist die Lotschicht an der ersten Elektrode an einer oder mehreren Seiten angeordnet, welche nicht durch den Elektrodenträger oder eine elektrische Kontakteinrichtung kontaktiert ist. Dadurch wird ein zusätzlicher elektronischer Leitungspfad bereitgestellt.advantageously, is the solder layer on the first electrode at one or more Arranged sides which are not covered by the electrode carrier or a electrical contact device is contacted. This will be a additional electronic line path provided.

Aus dem gleichen Grund ist es günstig, wenn die Lotschicht an dem Elektrodenträger an einer oder mehreren Seiten angeordnet ist, welche nicht direkt oder über eine elektrische Kontakteinrichtung mit dem ersten Gehäuseteil verbunden ist.Out For the same reason, it is favorable if the solder layer arranged on the electrode carrier on one or more sides which is not directly or via an electrical contact device is connected to the first housing part.

Insbesondere ist die Lotschicht an einer Seite angeordnet, welche einer Seite abgewandt ist, die dem ersten Gehäuseteil zugewandt ist. Dadurch lässt sich ein elektrischer Kontaktpfad beispielsweise an einer einer Kontakteinrichtung abgewandten Seite bereitstellen.Especially the solder layer is arranged on one side, which is one side facing away, which faces the first housing part. This allows an electrical contact path, for example provide a side facing away from a contact device.

Bei einem Ausführungsbeispiel ist die Lotschicht (vorzugsweise zusätzlich) an einer Stirnseite der ersten Elektrode und/oder des Elektrolyten und/oder des Elektrodenträgers und/oder einer elektrischen Kontakteinrichtung angeordnet. Dadurch erfolgt der elektrische Kontakt (und damit auch der mechanische stoffschlüssige Kontakt) über einen großen Flächenbereich. Dies wiederum verbessert die elektrische Kontaktwirkung, die Dichtungswirkung und die mechanische Verbindungswirkung.at In one embodiment, the solder layer (preferably additionally) on an end face of the first electrode and / or the electrolyte and / or the electrode carrier and / or arranged an electrical contact device. This is done the electrical contact (and thus the mechanical cohesive Contact) over a large area. This in turn improves the electrical contact effect, the sealing effect and the mechanical connection effect.

Günstigerweise sind der erste Gehäuseteil und der zweite Gehäuseteil miteinander verbunden, damit sie auf dem gleichen Potential (beispielsweise Anodenpotential) liegen. Die Verbindung kann dabei einstückig oder mehrstückig sein.conveniently, are the first housing part and the second housing part interconnected so that they are at the same potential (eg anode potential) lie. The compound can be in one piece or in several pieces be.

Vorteilhafterweise sind der erste Gehäuseteil und der zweite Gehäuseteil aus einem metallischen Material hergestellt und bilden insbesondere einen Teil einer Bipolarplatte. Dadurch lassen sich mehrere Brennstoffzellenmodule auf einfache Weise zu einem Brennstoffzellenstapel zusammenschalten.advantageously, are the first housing part and the second housing part made of a metallic material and form in particular a part of a bipolar plate. This allows several fuel cell modules connect in a simple way to a fuel cell stack.

Es ist ferner günstig, wenn eine elektrische Kontakteinrichtung aus einem metallischen Material wie beispielsweise Nickel hergestellt ist. Dadurch lässt sich auf einfache Weise der elektrische Kontakt zwischen dem Gehäuse und der Anode herstellen.It is also advantageous if an electrical contact device made of a metallic material such as nickel is. This makes it easy to get the electrical Establish contact between the housing and the anode.

Beispielsweise ist die erste Elektrode und/oder der Elektrodenträger über die elektrische Kontakteinrichtung an dem ersten Gehäuseteil abgestützt. Dadurch lässt sich die Anoden-Elektrolyt-Kathoden-Einheit in dem Gehäuse positionieren und fixieren. Ferner lässt sich auf einfache Weise ein Elektrodenraum zur Zuführung von Brennstoffgas zu der Anode bzw. von Oxidator zur Kathode bereitstellen; der Elektrodenraum bildet einen Verteilerraum für die Brennstoffzuführung bzw. Oxidatorzuführung. Über die elektrische Kontakteinrichtung lassen sich auch Toleranzen in der Dicke einer Zelleneinheit ausgleichen.For example is the first electrode and / or the electrode carrier over the electrical contact device on the first housing part supported. This allows the anode-electrolyte-cathode unit position and fix in the housing. Further leaves in a simple way, an electrode space for feeding from fuel gas to the anode, or from oxidizer to cathode; of the Electrode space forms a distributor space for the fuel supply or Oxidatorzuführung. About the electrical contact device It is also possible to compensate for tolerances in the thickness of a cell unit.

Bei einem Ausführungsbeispiel umfasst die elektrische Kontakteinrichtung ein Netz, Gewebe oder Gewirke. Durch diese Ausbildung der elektrischen Kontakteinrichtung ist beispielsweise die Brennstoffgaszuführung zu der Anode gewährleistet.at In one embodiment, the electrical contact device comprises a net, woven or knitted fabric. Through this education of the electrical Contact device is, for example, the fuel gas supply guaranteed to the anode.

Bei einem Ausführungsbeispiel einer oxidkeramischen Brennstoffzelle (insbesondere Hochtemperatur-Brennstoffzelle) weist die Anoden-Elektrolyt-Kathoden-Einheit einen oxidkeramischen Elektrolyten auf. Ferner kann es vorgesehen sein, dass die Anode oxidkeramisch ist und/oder dass die Kathode oxidkeramisch ist.at an embodiment of an oxide ceramic fuel cell (especially high-temperature fuel cell) has the anode-electrolyte-cathode unit an oxide-ceramic electrolyte. Furthermore, it can be provided be that the anode is oxide ceramic and / or that the cathode oxide ceramic is.

Es ist möglich, dass der Elektrodenträger und die erste Elektrode randseitig bündig zueinander sind. Dadurch lässt sich die Lotschicht auf einfache Weise an der ersten Elektrode positionieren.It it is possible that the electrode carrier and the first edge of the electrode are flush with each other. Thereby the solder layer can be easily attached to the first Position the electrode.

Es kann auch vorgesehen sein, dass die erste Elektrode randseitig zu dem Elektrodenträger zurückgesetzt ist. Dadurch lässt sich ein größerer Raumbereich mit einer Lotschicht ausfüllen.It can also be provided that the first electrode edge to the electrode carrier is reset. Thereby can be a larger space with fill a solder layer.

Es kann auch vorgesehen sein, dass der Elektrolyt randseitig bündig zu der ersten Elektrode ist.It can also be provided that the electrolyte flush edge to the first electrode.

Alternativ ist es möglich, dass der Elektrolyt randseitig zu der ersten Elektrode zurückgesetzt ist. Dadurch lässt sich ein größerer Raumbereich mit der Lotschicht ausfüllen.alternative it is possible that the electrolyte edge to the first Electrode is reset. This can be done fill a larger space area with the solder layer.

Günstigerweise ist zwischen der ersten Elektrode oder dem Elektrodenträger, dem ersten Gehäuseteil, dem zweiten Gehäuse und der Lotschicht ein Elektrodenraum gebildet. In diesen Elektrodenraum (Anodenraum oder Kathodenraum) wird beispielsweise über entsprechende Zuführungsöffnungen Brennstoffgas (in den Anodenraum) oder alternativ Oxidator (in den Kathodenraum) eingekoppelt. Der Elektrodenraum bildet einen Verteilerraum für das Brennstoffgas zu der ersten Elektrode bzw. für Oxidatorgas zur Kathode. Durch die Lotschicht lässt sich dieser Anodenraum insbesondere gegenüber einem Kathodenraum fluiddicht abdichten bzw. umgekehrt.conveniently, is between the first electrode or the electrode carrier, the first housing part, the second housing and the solder layer formed an electrode space. In this electrode space (anode space or cathode space) is for example via corresponding Feed openings fuel gas (into the anode compartment) or alternatively oxidizer (in the cathode compartment) coupled. The electrode room forms a distributor space for the fuel gas to the first electrode or for oxidant gas to the cathode. By the solder layer can be this anode compartment in particular Seal fluid-tight against a cathode compartment or vice versa.

Günstigerweise bildet der zweite Gehäuseteil einen Deckel für den Elektrodenraum. Der Elektrodenraum lässt sich dadurch auf einfache Weise "verschließen".conveniently, the second housing part forms a cover for the electrode space. The electrode space can be characterized in a simple way "close".

Es kann vorgesehen sein, dass die erste Elektrode die Anode ist und der Elektrodenträger ein Anodenträger. Die zweite Elektrode ist dann die Kathode. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die Anode als erste Elektrode auf dem Anodenträger hergestellt. Auf der Anode wird die Elektrolytschicht hergestellt und auf der Elektrolytschicht wird als letzte Schicht die Kathode hergestellt. Der entsprechende Elektrodenraum unterhalb des Elektrodenträgers ist dann ein Anodenraum.It can be provided that the first electrode is the anode and the electrode carrier an anode carrier. The second Electrode is then the cathode. In this embodiment The anode is the first electrode on the anode support produced. The electrolyte layer is produced on the anode and on the electrolyte layer becomes the last layer, the cathode produced. The corresponding electrode space below the electrode carrier is then an anode room.

Alternativ ist es möglich, dass die erste Elektrode die Kathode ist und der Elektrodenträger ein Kathodenträger. Als erste elektrochemische Funktionsschicht wird dann auf dem Kathodenträger die Kathode hergestellt. Auf der Kathode wird die Elektrolytschicht hergestellt. Als letzte Schicht wird auf der Elektrolytschicht die Anodenschicht hergestellt. In diesem Falle ist der Elektrodenraum zwischen dem Elektrodenträger und dem Gehäuse ein Kathodenraum.alternative it is possible that the first electrode is the cathode and the electrode carrier a cathode carrier. When first electrochemical functional layer is then on the cathode support the cathode made. On the cathode becomes the electrolyte layer produced. The last layer on the electrolyte layer is the Anode layer produced. In this case, the electrode space between the electrode carrier and the housing a cathode compartment.

Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen dient im Zusammenhang mit den Zeichnungen der näheren Erläuterung der Erfindung. Es zeigen:The following description of preferred embodiments used in conjunction with the drawings for further explanation the invention. Show it:

1 eine schematische Teilschnittdarstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Brennstoffzellenmoduls; 1 a schematic partial sectional view of a first embodiment of a fuel cell module according to the invention;

2 eine schematische Teilschnittdarstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels; 2 a schematic partial sectional view of a second embodiment;

3 ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Brennstoffzellenmoduls in schematischer Teilschnittdarstellung; und 3 a third embodiment of a fuel cell module according to the invention in a schematic partial sectional view; and

4 ein viertes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Brennstoffzellenmoduls in Teilschnittdarstellung. 4 A fourth embodiment of a fuel cell module according to the invention in partial sectional view.

Ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Brennstoffzellenmoduls, welches in 1 in einer schematisch Teilschnittdarstellung gezeigt und mit 10 bezeichnet ist, umfasst eine Hochtemperatur-Brennstoffzelle vom Typ SOFC (SOFC – solid oxide fuel cell). Das Brennstoffzellenmodul 10 weist ein Gehäuse 12 mit einem ersten Gehäuseteil 14 und einem zweiten Gehäuseteil 16 auf. (Es können noch weitere Gehäuseteile vorliegen.) Die Kombination aus dem ersten Gehäuseteil 14 und dem zweiten Gehäuseteil 16 ist schalenförmig ausgebildet. Der erste Gehäuseteil 14 umfasst einen Bodenbereich 18, welcher eine im Wesentlichen ebene Innenseite 20 aufweist. An dem Bodenbereich 18 ist eine umlaufende Wand 22 angeordnet, welche über den Bodenbereich 18 aufragt. Zwischen der Wand 22 und dem Bodenbereich 18 ist ein insbesondere quaderförmiger Aufnahmeraum 24 gebildet.A first embodiment of a fuel cell module according to the invention, which in 1 shown in a schematic partial sectional view and with 10 includes a high-temperature SOFC (SOFC) fuel cell. The fuel cell module 10 has a housing 12 with a first housing part 14 and a second housing part 16 on. (There may be other housing parts.) The combination of the first housing part 14 and the second housing part 16 is cup-shaped. The first housing part 14 includes a floor area 18 which is a substantially flat inside 20 having. At the bottom area 18 is a circumferential wall 22 Arranged over the floor area 18 rises. Between the wall 22 and the floor area 18 is a particular cuboid receiving space 24 educated.

Der zweite Gehäuseteil 16 ist mit dem ersten Gehäuseteil 14 und insbesondere dessen Wand 22 verbunden. Es ist dabei möglich, dass der erste Gehäuseteil 14 und der zweite Gehäuseteil 16 einstückig miteinander verbunden sind oder dass diese über eine Verbindungseinrichtung wie beispielsweise eine Lötverbindung, Klebeverbindung oder Schweißverbindung miteinander verbunden sind.The second housing part 16 is with the first housing part 14 and especially its wall 22 connected. It is possible that the first housing part 14 and the second housing part 16 are integrally connected to each other or that they are connected by a connecting device such as a solder joint, adhesive joint or welded joint.

Der erste Gehäuseteil 14 und der zweite Gehäuseteil 16 sind aus einem metallischen Material hergestellt und liegen auf dem gleichen elektrischen Potential (nämlich Anodenpotential).The first housing part 14 and the second housing part 16 are made of a metallic material and are at the same electrical potential (namely, anode potential).

Der zweite Gehäuseteil 16 ist bezüglich des Aufnahmeraums 24 umlaufend angeordnet und insbesondere über einen Umlaufbereich (welcher geschlossen ist) mit der Wand 22 verbunden.The second housing part 16 is regarding the recording room 24 arranged circumferentially and in particular over a circulation area (which is closed) with the wall 22 connected.

Der zweite Gehäuseteil 16 umfasst einen Fixierungsbereich 26, mit welchem er mit der Wand 22 verbunden ist. Ferner umfasst er einen Überlappbereich 28, welcher insbesondere einstückig mit dem Fixierungsbereich verbunden ist. Der Überlappbereich 28 ist im Wesentlichen parallel zu dem Bodenbereich 18 orientiert und erstreckt sich quer und insbesondere senkrecht von der Wand 22 weg. Eine Unterseite 30 des Überlappbereichs 28 liegt im Wesentlichen parallel zu der Innenseite 20 des Bodenbereichs 18 des ersten Gehäuseteils 14.The second housing part 16 includes a fixation area 26 with which he is with the wall 22 connected is. It also includes an overlap area 28 which is in particular integrally connected to the fixation area. The overlap area 28 is essentially parallel to the floor area 18 oriented and extends transversely and in particular perpendicularly from the wall 22 path. A bottom 30 of the overlap area 28 is essentially parallel to the inside 20 of the floor area 18 of the first housing part 14 ,

Der Überlappbereich 28 weist eine Stirnseite 31 auf, welche quer und beispielsweise senkrecht zu der Unterseite 30 orientiert ist. Die Stirnseiten 32 bilden durch den umlaufenden Überlappbereich 28 Begrenzungswände eines beispielsweise quaderförmigen offenen Fensters 46. Der Überlappbereich 28 erstreckt sich nicht über den gesamten Aufnahmeraum 24, sondern ragt nur teilweise in diesen herein. Dadurch liegen Stirnseiten 32 von einander gegenüberliegenden Überlappbereichen 28 einander gegenüber.The overlap area 28 has an end face 31 on which transverse and for example perpendicular to the bottom 30 is oriented. The front ends 32 form by the circumferential overlap area 28 Boundary walls of, for example, a cuboid open window 46 , The overlap area 28 does not extend over the entire recording room 24 but only partially protrudes into this. As a result, there are end faces 32 from opposite overlapping areas 28 opposite each other.

Das Gehäuse 12 nimmt in dem Aufnahmeraum 24 eine Anoden-Elektrolyt-Kathoden-Einheit 34 mit einer Anode 36 (erste Elektrode), einem Elektrolyten 38 und einer Kathode 40 (zweite Elektrode) auf.The housing 12 takes in the recording room 24 an anode-electrolyte-cathode unit 34 with an anode 36 (first electrode), an electrolyte 38 and a cathode 40 (second electrode).

Der Elektrolyt 38 ist gasdicht ausgebildet und sauerstoffionenleitend. Er ist insbesondere aus einem keramischen Material hergestellt wie beispielsweise Yttrium-stabilisiertem Zirkonoxid. Für Elektronenleitung ist er ein Isolator.The electrolyte 38 is gas-tight and oxygen-ion conducting. In particular, it is made of a ceramic material such as yttria-stabilized zirconia. For electron conduction it is an insulator.

Der Anode 36 wird Brennstoff zugeführt. Es finden folgende Zellreaktionen statt: H2 + O2– → H2O + 2e– The anode 36 fuel is supplied. The following cell reactions take place: H 2 + O 2- > H 2 O + 2e -

Die Anode 36 ist ebenfalls aus einem oxidkeramischen Material wie Yttrium-stabilisiertem Zirkonoxid mit Nickel als Katalysator hergestellt.The anode 36 is also made of an oxide ceramic material such as yttria-stabilized zirconia with nickel as a catalyst.

An der Kathode 14 finden folgende Zellreaktionen statt:

Figure 00140001
At the cathode 14 the following cell reactions take place:
Figure 00140001

Die Kathode ist ebenfalls aus einem oxidkeramischen Material hergestellt. Beispielsweise werden zur Herstellung Mischoxide wie Lanthan-Strontium-Manganat eingesetzt.The Cathode is also made of an oxide ceramic material. For example, mixed oxides such as lanthanum-strontium manganate are used for the production used.

Die entsprechende Brennstoffzelle wird bei einer Temperatur im Bereich von ca. 650°C bis 1000°C betrieben.The corresponding fuel cell is at a temperature in the range operated from about 650 ° C to 1000 ° C.

Der Brennstoff kann beispielsweise als Brennstoffgas über einen Reformer geliefert werden.Of the Fuel can, for example, as fuel gas over a Reformers are delivered.

Die Anoden-Elektrolyt-Kathoden-Einheit 34 ist auf einem Anodenträger 42 als Elektrodenträger angeordnet. Der Anodenträger 42 ist aus einen elektrisch leitenden porösen Material hergestellt. Insbesondere umfasst er ebenfalls ein oxidkeramisches Material. Auf dem Anodenträger 42 ist die Anode 36 angeordnet. Auf der Anode 36 wiederum ist der Elektrolyt 38 angeordnet. Auf dem Elektrolyten 38 ist die Kathode 40 angeordnet. Insbesondere ist die Anoden-Elektrolyt-Kathoden-Einheit 34 mit dem Anodenträger 42 schichtweise aufgebaut, wobei die Schichten sukzessive aufeinander hergestellt werden.The anode-electrolyte-cathode unit 34 is on an anode support 42 arranged as electrode carrier. The anode support 42 is made of an electrically conductive porous material. In particular, it also includes an oxide ceramic material. On the anode support 42 is the anode 36 arranged. On the anode 36 again, the electrolyte is 38 arranged. On the electrolyte 38 is the cathode 40 arranged. In particular, the anode-electrolyte-cathode unit 34 with the anode support 42 constructed in layers, the layers are successively produced to each other.

Der Anodenträger 42 stützt sich über eine elektrische Kontakteinrichtung 46 auf der Innenseite 20 des ersten Gehäuseteils 14 ab. Zwischen dem Anodenträger 42 und der Innenseite 20 ist ein Zwischenraum gebildet, in dem die elektrische Kontakteinrichtung 44 sitzt. Die elektrische Kontakteinrichtung 44 sorgt für eine elektrische Verbindung zwischen dem ersten Gehäuseteil 14 und dem Anodenträger 42 und dadurch für eine elektrische Verbindung zwischen der Anode 36 und dem ersten Gehäuseteil 14. Die elektrische Kontakteinrichtung 44 ist dabei so ausgebildet, dass ein Zugang von Brennstoffgas zu dem Anodenträger 42 (welcher porös ist) und damit zu der Anode 36 ermöglicht ist.The anode support 42 is supported by an electrical contact device 46 on the inside 20 of the first housing part 14 from. Between the anode support 42 and the inside 20 is formed a gap in which the electrical contact device 44 sitting. The electrical contact device 44 provides an electrical connection between the first housing part 14 and the anode carrier 42 and thereby for an electrical connection between the anode 36 and the first housing part 14 , The electrical contact device 44 is designed so that access of fuel gas to the anode support 42 (Which is porous) and thus to the anode 36 is possible.

Insbesondere ist die elektrische Kontakteinrichtung 44 durch ein Netz oder Gewebe oder Gewirke aus einem metallischen Material wie Nickel gebildet.In particular, the electrical contact device 44 formed by a net or woven or knitted fabric of a metallic material such as nickel.

Bei dieser Ausführungsform ist die entsprechende Brennstoffzelle Metallsubstrat-getragen, d. h. die metallische elektrische Kontakteinrichtung 44 bildet ein Substrat für den Anodenträger 42, welcher wiederum als Substrat für die Anoden-Elektrolyt-Kathoden-Einheit 34 ist.In this embodiment, the corresponding fuel cell is metal-supported, ie, the metallic electrical contact device 44 forms a substrate for the anode support 42 , which in turn serves as a substrate for the anode-electrolyte-cathode unit 34 is.

Die elektrische Kontakteinrichtung 44 ist mit dem ersten Gehäuseteil 14 auf der Innenseite 20 "punktuell" verbunden. Um einen Brennstoffzutritt zu dem Anodenträger 42 zu ermöglichen, ist eine vollflächige Verbindung nicht möglich. Die Verbindung erfolgt derart, dass ein elektrischer Kontakt vorliegt. Beispielsweise ist die Verbindung über Lötung hergestellt.The electrical contact device 44 is with the first housing part 14 on the inside 20 "selectively" connected. To fuel access to the anode support 42 To allow a full-surface connection is not possible. The connection is made such that an electrical contact is present. For example, the connection is made by soldering.

Auf ähnliche Weise ist die elektrische Kontakteinrichtung 44 mit dem Anodenträger 42 "punktuell" beispielsweise durch Löten verbunden.Similarly, the electrical contact device 44 with the anode support 42 "selectively" connected, for example, by soldering.

Die elektrische Kontakteinrichtung 44, der Anodenträger 42, die Anode 36 und der Elektrolyt 38 sind in dem Aufnahmeraum 24 positioniert. Die Kathode 40 sitzt beabstandet zu dem zweiten Gehäuseteil 16 in dem Fenster 46, welches durch den Überlappbereich 28 des zweiten Gehäuseteils 16 begrenzt ist.The electrical contact device 44 , the anode carrier 42 , the anode 36 and the electrolyte 38 are in the recording room 24 positioned. The cathode 40 sits at a distance from the second housing part 16 in the window 46 , which by the overlap area 28 of the second housing part 16 is limited.

Bei der Ausführungsform gemäß 1 sind der Anodenträger 42 und die Anode 36 randseitig bündig zueinander, d. h. die Anode 36 und der Anodenträger 42 weisen im Wesentlichen die gleichen Querabmessungen auf.In the embodiment according to 1 are the anode carrier 42 and the anode 36 flush with each other at the edge, ie the anode 36 and the anode support 42 have essentially the same transverse dimensions.

Der Elektrolyt 36 ist an seinem Rand 48 gegenüber der Anode 36 (und damit auch gegenüber dem Anodenträger 42) zurückgesetzt, so dass zwischen dem Rand 48 des Elektrolyten 38 und einem entsprechenden Rand 50 der Anode 36 ein Abstand vorliegt.The electrolyte 36 is at its edge 48 opposite the anode 36 (and thus also with respect to the anode support 42 ) reset so that between the edge 48 of the electrolyte 38 and a corresponding border 50 the anode 36 there is a gap.

Zwischen der Unterseite 30 des Überlappbereichs 28 und dem Elektrolyten 38 sowie zwischen der Unterseite 30 und der Anode 36 ist eine umlaufende Lotschicht 52 angeordnet. Diese Lotschicht 52 verbindet die Anode 36 an einer Seite der Anode 36, welche einer Seite abgewandt ist, mit welcher sie mit dem Anodenträger 42 verbunden ist, stoffschlüssig mit dem zweiten Gehäuseteil 16. Ferner ist durch die Lotschicht 52 der Elektrolyt 38 mit dem zweiten Gehäuseteil 16 stoffschlüssig verbunden. Die Lotschicht 52 hat dadurch eine L-förmige Gestalt.Between the bottom 30 of the overlap area 28 and the electrolyte 38 as well as between the bottom 30 and the anode 36 is a circumferential layer of solder 52 arranged. This layer of solder 52 connects the anode 36 on one side of the anode 36 , which faces away from one side, with which it with the anode support 42 is connected, cohesively with the second housing part 16 , Furthermore, by the solder layer 52 the electrolyte 38 with the second housing part 16 cohesively connected. The solder layer 52 thus has an L-shaped shape.

Die Lotschicht 52 sorgt für eine elektrische Verbindung des zweiten Gehäuseteils 16 mit der Anode 36. Der zweite Gehäuseteil 16 liegt dabei auf dem gleichen elektrischen Potential (Anodenpotential) wie der erste Gehäuseteil 14. Dies bedeutet, dass zusätzlich zu einem elektrischen Kontaktpfad 54 für Elektronenleitung zwischen dem ersten Gehäuseteil 14 über die elektrische Kontakteinrichtung 44 und dem Anodenträger 42 ein weiterer elektrischer Kontaktpfad 56 (Leitungspfad für elektronische Leitung) zu der Anode 36 über den ersten Gehäuseteil 14, den zweiten Gehäuseteil 16 und die Lotschicht 52 bereitgestellt ist.The solder layer 52 provides an electrical connection of the second housing part 16 with the anode 36 , The second housing part 16 is at the same electrical potential (anode potential) as the first housing part 14 , This means that in addition to an electrical contact path 54 for electron conduction between the first housing part 14 via the electrical contact device 44 and the anode support 42 another electrical contact path 56 (Conduction path for electronic line) to the anode 36 over the first housing part 14 , the second housing part 16 and the solder layer 52 is provided.

Weiterhin bildet die Lotschicht 52 eine Fluid-Dichtung für einen Anodenraum 58 (Elektrodenraum), welcher in dem Gehäuse 12 um die Anode 36 angeordnet ist. Über den Anodenraum 58 wird die Anode 36 mit Brennstoff versorgt. In den Anodenraum 58 wird dazu über entsprechende Versorgungseinrichtungen Brennstoff eingekoppelt (diese Versorgungseinrichtungen sind in 1 nicht gezeigt). Durch einen Bereich 60 der Lotschicht 52 zwischen dem Elektrolyten 38 und dem Überlappbereich 28 des zweiten Gehäuseteils 16 ist der Anodenraum 58 gegenüber der Kathode 40 fluiddicht abgedichtet.Furthermore, the solder layer forms 52 a fluid seal for an anode compartment 58 (Electrode space), which in the housing 12 around the anode 36 is arranged. About the anode compartment 58 becomes the anode 36 fueled. In the anode room 58 For this purpose fuel is injected via corresponding supply facilities (these supply facilities are in 1 Not shown). Through an area 60 the solder layer 52 between the electrolyte 38 and the overlap area 28 of the second housing part 16 is the anode compartment 58 opposite the cathode 40 sealed fluid-tight.

Die Lotschicht 52 stellt auch eine mechanische Verbindung zwischen dem zweiten Gehäuseteil 16 und der Anoden-Elektrolyt-Kathoden-Einheit 34 her, um diese fest in dem Gehäuse 12 zu positionieren.The solder layer 52 also provides a mechanical connection between the second housing part 16 and the anode-electrolyte-cathode unit 34 Make this tight in the case 12 to position.

Zur Bildung eines Brennstoffzellenstapels aus mehreren Brennstoffzellenmodulen 10 kann eine Oberseite 61 der Kathode 40 direkt mit einer Unterseite 62 des zweiten Gehäuseteils 16 des nächsten Brennstoffzellenmoduls verbunden sein (in der Zeichnung nicht gezeigt).To form a fuel cell stack of multiple fuel cell modules 10 can be a top 61 the cathode 40 directly with a bottom 62 of the second housing part 16 be connected to the next fuel cell module (not shown in the drawing).

Es ist auch möglich, dass das Gehäuse 12 ein weiteres Gehäuseteil aufweist, welches mit der Kathode 40 verbunden ist und im Wesentlichen auf gleichem elektrischem Potential liegt. Dieses Gehäuseteil kann mit dem zweiten Gehäuseteil 16 verbunden sein, wobei eine elektrische Isolierschicht dazwischen liegt. Ein solches Gehäuse 12 ist dann bipolar.It is also possible that the case 12 has a further housing part which is connected to the cathode 40 is connected and is essentially at the same electrical potential. This housing part can with the second housing part 16 be connected with an electrical insulating layer in between. Such a housing 12 is then bipolar.

Entsprechende Brennstoffzellenmodule lassen sich auf einfache Weise zu einem Brennstoffzellenstapel hintereinander anordnen.Appropriate Fuel cell modules can be easily converted into a fuel cell stack arrange one after the other.

Bei der erfindungsgemäßen Lösung ist zusätzlich zu der elektrischen Kontakteinrichtung 44 mit dem elektrischen Kontaktpfad 54 ein weiterer elektrischer Kontaktpfad 56 bereitgestellt. Es wird eine zusätzliche elektrische Verbindung zwischen den metallischen Gehäuseteilen 14, 16 und den elektronisch leitfähigen Komponenten des Brennstoffzellenmoduls 10 (der Anode 36 und/oder dem Anodenträger 42) bereitgestellt, welche sich auf Anodenpotential befinden. Durch die stoffschlüssige Verbindung mit der Lotschicht 52 erhält man kleine ohmsche Widerstände. Dadurch kann beispielsweise bei einer schlechten Hauptkontaktierung über die elektrische Kontakteinrichtung 44 ein relevanter elektronischer Leitungspfad bereitgestellt werden.In the solution according to the invention, in addition to the electrical contact device 44 with the electrical contact path 54 another electric shear contact path 56 provided. There will be an additional electrical connection between the metallic housing parts 14 . 16 and the electronically conductive components of the fuel cell module 10 (the anode 36 and / or the anode support 42 ) which are at anode potential. Due to the cohesive connection with the solder layer 52 you get small ohmic resistances. As a result, for example, in the case of a bad main contact via the electrical contact device 44 a relevant electronic line path is provided.

Es kann grundsätzlich vorkommen, dass der Anodenraum 48 mit sauerstoffhaltigen Gasen durchströmt wird; dies kann beispielsweise durch Rückdiffusion durch ein Abgasrohr oder durch Ausbrennen eines Brenngasreformers verursacht sein. Es kann dann zu einer unerwünschten Oxidation der elektrischen Kontakteinrichtung, welche aus einem metallischen Material und beispielsweise aus Nickel hergestellt ist, kommen. Dies kann den elektrischen Kontakt zwischen dem ersten Gehäuseteil 14 und der Anode 36 verschlechtern. Weiterhin können die Übergangswiderstände zwischen der elektrischen Kontakteinrichtung 44 und dem Anodenträger 42 höher sein als beispielsweise bei einer Sinterverbindung, so dass hier höhere Verluste entstehen.It may in principle happen that the anode compartment 48 perfused with oxygen-containing gases; This can be caused for example by back diffusion through an exhaust pipe or by burning out a fuel gas reformer. It may then lead to undesirable oxidation of the electrical contact device, which is made of a metallic material and, for example, nickel. This can be the electrical contact between the first housing part 14 and the anode 36 deteriorate. Furthermore, the contact resistance between the electrical contact device 44 and the anode support 42 be higher than, for example, in a sintered connection, so that higher losses occur here.

Durch die erfindungsgemäße Lösung lässt sich die elektrische Kontaktierung der Anode 36 verbessern. Weiterhin lässt sich dadurch eine Fluid-Dichtung und eine mechanische Verbindung realisieren.The inventive solution allows the electrical contacting of the anode 36 improve. Furthermore, this can realize a fluid seal and a mechanical connection.

Das Brennstoffzellenmodul 10 ist insbesondere in Kassettentechnologie realisiert ("Bilderrahmenkonzept"), bei dem die Anoden-Elektrolyt-Kathoden-Einheit 34 auf dem Anodenträger 42 in einen Rahmen eingesetzt ist, welcher das erste Gehäuseteil 14 und zweite Gehäuseteil 16 umfasst. Durch die Lotschicht 52 lässt sich der Anodenraum 58 fluiddicht abdichten, wobei eine mechanische Verbindung zwischen dem zweiten Gehäuseteil 16 und der Anoden-Elektrolyt-Kathoden-Einheit 34 erreicht ist.The fuel cell module 10 is particularly realized in cassette technology ("picture frame concept") in which the anode-electrolyte-cathode unit 34 on the anode support 42 is inserted into a frame, which the first housing part 14 and second housing part 16 includes. Through the solder layer 52 can be the anode compartment 58 Seal fluid-tight, with a mechanical connection between the second housing part 16 and the anode-electrolyte-cathode unit 34 is reached.

Bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel ist die Anode 36 als erste Elektrode mit dem ersten Gehäuseteil 14 verbunden, so dass der erste Gehäuseteil 14 und der zweite Gehäuseteil 16 auf Anodenpotential liegen. Die Anode 36 wiederum ist auf dem Anodenträger 42 angeordnet.In the embodiment described above, the anode is 36 as the first electrode with the first housing part 14 connected so that the first housing part 14 and the second housing part 16 are at anode potential. The anode 36 in turn is on the anode support 42 arranged.

Es ist grundsätzlich auch möglich, dass der Zellaufbau umgekehrt ist; die Kathode bildet die erste Elektrode und ist auf einem Kathodenträger angeordnet. Dieser Kathodenträger ist elektrisch leitend mit dem ersten Gehäuseteil 14 verbunden. Dadurch liegen der erste Gehäuseteil 14 und der zweite Gehäuseteil 16 auf Kathodenpotential. Auf der Kathode ist dann eine Elektrolytschicht angeordnet und auf der Elektrolytschicht wiederum ist die Anode als letzte Schicht angeordnet.It is also possible in principle that the cell structure is reversed; the cathode forms the first electrode and is arranged on a cathode support. This cathode support is electrically conductive with the first housing part 14 connected. As a result, the first housing part lie 14 and the second housing part 16 at cathode potential. An electrolyte layer is then arranged on the cathode, and the anode is again arranged on the electrolyte layer as the last layer.

Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel eines Brennstoffzellenmoduls, welches in 2 gezeigt und dort mit 64 bezeichnet ist, sind der erste Gehäuseteil und der zweite Gehäuseteil sowie die Kontakteinrichtung grundsätzlich gleich ausgebildet wie beim ersten Ausführungsbeispiel 10. Es werden deshalb gleiche Bezugszeichen verwendet. Es ist eine Anoden-Elektrolyt-Kathoden-Einheit 66 vorgesehen, bei welcher eine Anode 68 auf einem Anodenträger 70 positioniert ist. Auf der Anode 60 ist eine Elektrolytschicht 72 angeordnet, auf welcher eine Kathode 74 sitzt. Der grundsätzliche Aufbau ist wie oben anhand der Anoden-Elektrolyt-Kathoden-Einheit 34 beschrieben. Die Anode 68 ist randseitig gegenüber dem Anodenträger 70 zurückgesetzt, d. h. ein Rand 76 der Anode 68 ist beabstandet zu einem Rand 78 des Anodenträgers 70. Der Elektrolyt 72 ist randseitig bündig zu der Anode 68, d. h. ein Rand 80 der Elektrolytschicht 72 ist bündig zu dem Rand 76 der Anode 68.In a second embodiment of a fuel cell module, which in 2 shown and there with 64 is designated, the first housing part and the second housing part and the contact device are basically the same design as in the first embodiment 10. It is therefore the same reference numerals. It is an anode-electrolyte-cathode unit 66 provided in which an anode 68 on an anode support 70 is positioned. On the anode 60 is an electrolyte layer 72 arranged on which a cathode 74 sitting. The basic structure is as above with reference to the anode-electrolyte-cathode unit 34 described. The anode 68 is at the edge opposite the anode support 70 reset, ie an edge 76 the anode 68 is spaced to an edge 78 of the anode carrier 70 , The electrolyte 72 is flush with the anode at the edge 68 ie a border 80 the electrolyte layer 72 is flush with the edge 76 the anode 68 ,

In dem Freibereich zwischen der Anode 68, der Elektrolytschicht 72 und dem Anodenträger 70 ist an dem Anodenträger 70 eine Lotschicht 82 angeordnet, welche sich über den Elektrolyten 72 erstreckt und mit der Unterseite 30 des Überlappbereichs 28 des zweiten Gehäuseteils 16 verbunden ist. Die Lotschicht 82 hat im Querschnitt eine L-Gestalt. Durch die Lotschicht 82 ist gegenüber dem Anodenraum 58 sowohl die Elektrolytschicht 72 als auch die Anode 68 randseitig abgedichtet.In the open space between the anode 68 , the electrolyte layer 72 and the anode support 70 is on the anode support 70 a solder layer 82 arranged, which are over the electrolyte 72 extends and with the bottom 30 of the overlap area 28 of the second housing part 16 connected is. The solder layer 82 has an L-shape in cross-section. Through the solder layer 82 is opposite the anode compartment 58 both the electrolyte layer 72 as well as the anode 68 sealed at the edge.

Ansonsten funktioniert das Brennstoffzellenmodul 64 gleich wie oben anhand des ersten Ausführungsbeispiels 10 beschrieben.Otherwise, the fuel cell module works 64 the same as described above with reference to the first embodiment 10.

Bei einem dritten Ausführungsbeispiel eines Brennstoffzellenmoduls, welches in 3 in einer Teilschnittdarstellung schematisch gezeigt und dort mit 84 bezeichnet ist, ist wiederum ein Gehäuse mit einem ersten Gehäuseteil 14 und einem zweiten Gehäuseteil 16 vorgesehen, welches grundsätzlich gleich ausgebildet ist wie oben anhand des Brennstoffzellenmoduls 10 beschrieben. Es werden deshalb hierfür gleiche Bezugszeichen verwendet. Ferner ist eine elektrische Kontakteinrichtung vorgesehen, welche grundsätzlich gleich ausgebildet ist wie die elektrische Kontakteinrichtung 44.In a third embodiment of a fuel cell module, which in 3 shown schematically in a partial sectional view and there with 84 is designated, in turn, a housing having a first housing part 14 and a second housing part 16 provided, which is basically the same design as above based on the fuel cell module 10 described. Therefore, the same reference numerals are used for this purpose. Further, an electrical contact device is provided, which is basically the same design as the electrical contact device 44 ,

Es ist eine Anoden-Elektrolyt-Kathoden-Einheit 86 vorhanden, welche einen Anodenträger 88, eine darauf angeordnete Anode 90, eine darauf angeordnete Elektrolytschicht 92 und eine Kathode 94 umfasst.It is an anode-electrolyte-cathode unit 86 present, which is an anode support 88 , an anode arranged thereon 90 , an electrolyte layer disposed thereon 92 and a cathode 94 includes.

Die Anode 90 ist randseitig gegenüber dem Anodenträger 88 zurückgesetzt. Die Elektrolytschicht 92 ist randseitig gegenüber der Anode 90 zurückgesetzt. Zwischen dem zurückgesetzten Bereich des Anodenträgers 88 und dem Überlappbereich 28 des zweiten Gehäuseteils 16 ist eine Lotschicht 96 angeordnet. Diese erstreckt sich ferner über den zurückgesetzten Bereich der Anode 90 und den Überlappbereich 28. Ferner erstreckt sich die Lotschicht 96 über den Elektrolyten 92. Im Querschnitt hat diese Lotschicht 96 die Gestalt einer Doppelstufe. Sie ist sowohl an dem Anodenträger 88 als auch an der Anode 90 sowie dem Elektrolyten 92 angeordnet. Sie verbindet die Anode 90 und den Anodenträger 88 elektrisch leitfähig (für Elektronenleitung) mit dem zweiten Gehäuseteil 16 und sorgt ferner für eine fluiddichte Abdichtung des Anodenraums 58.The anode 90 is opposite to the edge anode support 88 reset. The electrolyte layer 92 is at the edge opposite the anode 90 reset. Between the recessed area of the anode support 88 and the overlap area 28 of the second housing part 16 is a layer of solder 96 arranged. It also extends over the recessed area of the anode 90 and the overlap area 28 , Furthermore, the solder layer extends 96 over the electrolyte 92 , In cross-section, this layer of solder has 96 the shape of a double stage. It is both on the anode support 88 as well as at the anode 90 as well as the electrolyte 92 arranged. It connects the anode 90 and the anode support 88 electrically conductive (for electron conduction) to the second housing part 16 and further provides a fluid-tight seal of the anode compartment 58 ,

Ansonsten funktioniert das Brennstoffzellenmodul 84 wie oben beschrieben.Otherwise, the fuel cell module works 84 as described above.

Ein viertes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Brennstoffzellenmoduls, welches in 4 in Teilschnittdarstellung schematisch gezeigt und dort mit 98 bezeichnet ist, umfasst einen ersten Gehäuseteil 100 aus einem metallischen Material. Der erste Gehäuseteil 100 hat einen Bodenbereich 102, welcher nichteben ausgebildet ist. Der Bodenbereich 102 umfasst an seiner Innenseite 104 Kanäle 106. Diese Kanäle 106 bilden einen Anodenraum 108, wobei die Kanäle 106 entsprechend verbunden sind.A fourth embodiment of a fuel cell module according to the invention, which in 4 shown schematically in partial section and there with 98 is designated, comprises a first housing part 100 from a metallic material. The first housing part 100 has a floor area 102 which is not formed. The floor area 102 includes on its inside 104 channels 106 , These channels 106 form an anode compartment 108 , where the channels 106 are connected accordingly.

An dem Bodenbereich 102 ist ein umlaufender Wandbereich 110 angeordnet, mit welchem ein zweiter Gehäuseteil 112 verbunden ist. Der erste Gehäuseteil 100 und der zweite Gehäuseteil 112 liegen dabei auf dem gleichen elektrischen Potential.At the bottom area 102 is a wraparound wall area 110 arranged, with which a second housing part 112 connected is. The first housing part 100 and the second housing part 112 lie on the same electrical potential.

Der Bodenbereich 102 ist derart ausgebildet, dass er an seiner Innenseite 104 an Erhebungen eine ebene Einhüllende 114 aufweist. Diese Einhüllende 114 ist insbesondere parallel zu einem Überlappbereich 116 des zweiten Gehäuseteils 112 orientiert. Die Kanäle 106 sind zwischen den Erhebungen gebildet.The floor area 102 is designed such that it is on its inside 104 at elevations a flat envelope 114 having. This envelope 114 is especially parallel to an overlap area 116 of the second housing part 112 oriented. The channels 106 are formed between the surveys.

An dem Bodenbereich 102 stützt sich im Bereich der Einhüllenden 114 ein Anodenträger 118 an den Erhebungen ab. Der Anodenträger 118 ist direkt mit dem ersten Gehäuseteil 100 beispielsweise durch Lötung oder Schweißung verbunden. Eine separate elektrische Kontakteinrichtung ist nicht vorgesehen.At the bottom area 102 rests in the area of the envelope 114 an anode carrier 118 at the surveys. The anode support 118 is directly with the first housing part 100 for example, connected by soldering or welding. A separate electrical contact device is not provided.

Auf dem Anodenträger 118 ist eine Anoden-Elektrolyt-Kathoden-Einheit angeordnet, wie im Zusammenhang mit den obigen Ausführungsbeispielen beschrieben. Der Aufbau ist dabei grundsätzlich gleich und auch die Verbindung mit dem zweiten Gehäuseteil 112 über eine Lotschicht 120 ist grundsätzlich gleich ausgebildet.On the anode support 118 is arranged an anode-electrolyte-cathode unit, as described in connection with the above embodiments. The structure is basically the same and also the connection to the second housing part 112 over a layer of solder 120 is basically the same.

Bei dem Brennstoffzellenmodul 98 ist in den ersten Gehäuseteil 100 eine Gasverteilungsstruktur für die Anode integriert, welche beispielsweise wellenförmig ausgeprägt ist. Eine Kathode eines benachbarten Brennstoffzellenmoduls kann direkt mit einer Außenseite 122 des ersten Gehäuseteils 100 verbunden sein. An der Außenseite 122 sind mit den Kanälen 106 korrespondierende Kanäle 124 gebildet, welche dann eine Gasverteilungsstruktur für die Kathode des nächsten Brennstoffzellenmoduls bilden.In the fuel cell module 98 is in the first housing part 100 integrated gas distribution structure for the anode, which is for example undulating. A cathode of an adjacent fuel cell module may directly with an outside 122 of the first housing part 100 be connected. On the outside 122 are with the channels 106 corresponding channels 124 formed, which then form a gas distribution structure for the cathode of the next fuel cell module.

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  • - DE 19841919 A1 [0002] - DE 19841919 A1 [0002]
  • - DE 202005020601 U1 [0003] - DE 202005020601 U1 [0003]
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Claims (34)

Brennstoffzellenmodul, umfassend ein Gehäuse (12) und eine in dem Gehäuse (12) angeordnete Anoden-Elektrolyt-Kathoden-Einheit (34; 66; 86) mit einer Anode (36; 68; 90), einem Elektrolyten (38; 72; 92) und einer Kathode (40; 74; 94), wobei ein erster Gehäuseteil (14; 100) mit einer ersten Elektrode (36; 68; 90) elektrisch verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Elektrode (36; 68; 90) und/oder ein Elektrodenträger (42; 70; 88; 118) über eine Lotschicht (52; 82; 96; 120) mit einem zweiten Gehäuseteil (16; 112) elektrisch verbunden ist, wobei der zweite Gehäuseteil (16; 112) auf dem gleichen elektrischen Potential wie der erste Gehäuseteil (14; 100) liegt.Fuel cell module comprising a housing ( 12 ) and one in the housing ( 12 ) arranged anode-electrolyte-cathode unit ( 34 ; 66 ; 86 ) with an anode ( 36 ; 68 ; 90 ), an electrolyte ( 38 ; 72 ; 92 ) and a cathode ( 40 ; 74 ; 94 ), wherein a first housing part ( 14 ; 100 ) with a first electrode ( 36 ; 68 ; 90 ) is electrically connected, characterized in that the first electrode ( 36 ; 68 ; 90 ) and / or an electrode carrier ( 42 ; 70 ; 88 ; 118 ) over a solder layer ( 52 ; 82 ; 96 ; 120 ) with a second housing part ( 16 ; 112 ) is electrically connected, wherein the second housing part ( 16 ; 112 ) at the same electrical potential as the first housing part ( 14 ; 100 ) lies. Brennstoffzellenmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Elektrode (36; 68; 90) und/oder der Elektrodenträger (42; 70; 88; 118) außerhalb eines Kontaktbereichs mit dem ersten Gehäuseteil (14; 100) über die Lotschicht (52; 82; 96; 120) mit dem zweiten Gehäuseteil (16; 112) verbunden sind.Fuel cell module according to claim 1, characterized in that the first electrode ( 36 ; 68 ; 90 ) and / or the electrode carrier ( 42 ; 70 ; 88 ; 118 ) outside a contact region with the first housing part ( 14 ; 100 ) over the solder layer ( 52 ; 82 ; 96 ; 120 ) with the second housing part ( 16 ; 112 ) are connected. Brennstoffzellenmodul nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lotschicht (52; 82; 96; 120) eine Fluid-Dichtung für einen Elektrodenraum (58; 108) bildet.Fuel cell module according to claim 1 or 2, characterized in that the solder layer ( 52 ; 82 ; 96 ; 120 ) a fluid seal for an electrode space ( 58 ; 108 ). Brennstoffzellenmodul nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lotschicht (52; 82; 96) an und/oder in der Nähe eines Randbereichs der ersten Elektrode (36; 68; 90) und/oder des Elektrodenträgers (42; 70; 88; 120) und/oder einer elektrischen Kontakteinrichtung (44) angeordnet ist.Fuel cell module according to one of the preceding claims, characterized in that the solder layer ( 52 ; 82 ; 96 ) and / or in the vicinity of an edge region of the first electrode ( 36 ; 68 ; 90 ) and / or the electrode carrier ( 42 ; 70 ; 88 ; 120 ) and / or an electrical contact device ( 44 ) is arranged. Brennstoffzellenmodul nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lotschicht (52; 82; 96) um eine Umfangskontur der ersten Elektrode (36; 68; 90) und/oder des Elektrodenträgers (42; 70; 88; 120) und/oder einer elektrischen Kontakteinrichtung (44) angeordnet ist.Fuel cell module according to one of the preceding claims, characterized in that the solder layer ( 52 ; 82 ; 96 ) around a peripheral contour of the first electrode ( 36 ; 68 ; 90 ) and / or the electrode carrier ( 42 ; 70 ; 88 ; 120 ) and / or an electrical contact device ( 44 ) is arranged. Brennstoffzellenmodul nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lotschicht (52; 82; 96; 120) an dem Elektrolyten (38; 72; 92) angeordnet ist.Fuel cell module according to one of the preceding claims, characterized in that the solder layer ( 52 ; 82 ; 96 ; 120 ) on the electrolyte ( 38 ; 72 ; 92 ) is arranged. Brennstoffzellenmodul nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Gehäuseteil (16; 112) einen Überlappbereich (28; 116) aufweist, welcher über die erste Elektrode (36; 68; 90) ragend angeordnet ist.Fuel cell module according to one of the preceding claims, characterized in that the second housing part ( 16 ; 112 ) an overlap area ( 28 ; 116 ), which via the first electrode ( 36 ; 68 ; 90 ) is arranged projecting. Brennstoffzellenmodul nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Lotschicht (52; 82; 96; 120) zwischen dem Überlappbereich (28; 116) und der ersten Elektrode (36; 68; 90) und/oder dem Elektrodenträger (42; 70; 88; 118) angeordnet ist.Fuel cell module according to claim 7, characterized in that the solder layer ( 52 ; 82 ; 96 ; 120 ) between the overlap area ( 28 ; 116 ) and the first electrode ( 36 ; 68 ; 90 ) and / or the electrode carrier ( 42 ; 70 ; 88 ; 118 ) is arranged. Brennstoffzellenmodul nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Überlappbereich (28; 116) über den Elektrolyten (38; 72; 92) ragend angeordnet ist.Fuel cell module according to claim 7 or 8, characterized in that the overlap area ( 28 ; 116 ) over the electrolyte ( 38 ; 72 ; 92 ) is arranged projecting. Brennstoffzellenmodul nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Lotschicht (52; 82; 96; 120) zwischen dem Überlappbereich (28; 116) und dem Elektrolyten (38; 72; 92) angeordnet ist.Fuel cell module according to claim 9, characterized in that the solder layer ( 52 ; 82 ; 96 ; 120 ) between the overlap area ( 28 ; 116 ) and the electrolyte ( 38 ; 72 ; 92 ) is arranged. Brennstoffzellenmodul nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektrodenträger (42; 70; 88; 118) porös ist.Fuel cell module according to one of the preceding claims, characterized in that the electrode carrier ( 42 ; 70 ; 88 ; 118 ) is porous. Brennstoffzellenmodul nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektrodenträger (42; 70; 88; 118) elektrisch leitend ist.Fuel cell module according to one of the preceding claims, characterized in that the electrode carrier ( 42 ; 70 ; 88 ; 118 ) is electrically conductive. Brennstoffzellenmodul nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine elektrische Kontakteinrichtung (44) zwischen dem ersten Gehäuseteil (14) und dem Elektrodenträger (42; 70; 88) angeordnet ist.Fuel cell module according to one of the preceding claims, characterized in that an electrical contact device ( 44 ) between the first housing part ( 14 ) and the electrode carrier ( 42 ; 70 ; 88 ) is arranged. Brennstoffzellenmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Elektrode oder der Elektrodenträger (118) direkt an dem ersten Gehäuseteil (100) angeordnet sind.Fuel cell module according to one of claims 1 to 12, characterized in that the first electrode or the electrode carrier ( 118 ) directly on the first housing part ( 100 ) are arranged. Brennstoffzellenmodul nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lotschicht (52; 82; 96; 120) an der ersten Elektrode (36; 68; 90) an einer oder mehreren Seiten angeordnet ist, welche nicht durch den Elektrodenträger (42; 70; 88; 118) oder eine elektrische Kontakteinrichtung (44) kontaktiert ist.Fuel cell module according to one of the preceding claims, characterized in that the solder layer ( 52 ; 82 ; 96 ; 120 ) at the first electrode ( 36 ; 68 ; 90 ) is arranged on one or more sides which are not covered by the electrode carrier ( 42 ; 70 ; 88 ; 118 ) or an electrical contact device ( 44 ) is contacted. Brennstoffzellenmodul nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lotschicht (52; 82; 96; 120) an dem Elektrodenträger (42; 70; 88; 118) an einer oder mehreren Seiten angeordnet ist, welche nicht direkt oder über eine elektrische Kontakteinrichtung (44) mit dem ersten Gehäuseteil (14; 100) verbunden sind.Fuel cell module according to one of the preceding claims, characterized in that the solder layer ( 52 ; 82 ; 96 ; 120 ) on the electrode carrier ( 42 ; 70 ; 88 ; 118 ) is arranged on one or more sides which are not directly or via an electrical contact device ( 44 ) with the first housing part ( 14 ; 100 ) are connected. Brennstoffzellenmodul nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Lotschicht (52; 82; 96; 120) an einer Seite angeordnet ist, welche einer Seite abgewandt ist, die dem ersten Gehäuseteil (14; 100) zugewandt ist.Fuel cell module according to claim 15 or 16, characterized in that the solder layer ( 52 ; 82 ; 96 ; 120 ) is arranged on a side which faces away from a side which the first housing part ( 14 ; 100 ) is facing. Brennstoffzellenmodul nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Lotschicht (52; 82; 96; 120) an einer Stirnseite der ersten Elektrode (36; 68; 90) und/oder des Elektrolyten (38; 72; 92) und/oder des Elektrodenträgers (42; 70; 88; 118) und/oder einer elektrischen Kontakteinrichtung (44) angeordnet ist.Fuel cell module according to one of claims 15 to 17, characterized in that the solder layer ( 52 ; 82 ; 96 ; 120 ) on a front side of the first electrode ( 36 ; 68 ; 90 ) and / or the electrolyte ( 38 ; 72 ; 92 ) and / or the electrode carrier ( 42 ; 70 ; 88 ; 118 ) and / or an electrical contact device ( 44 ) is arranged. Brennstoffzellenmodul nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Gehäuseteil (14; 100) und der zweite Gehäuseteil (16; 112) miteinander verbunden sind.Fuel cell module according to one of the preceding claims, characterized in that the first housing part ( 14 ; 100 ) and the second housing part ( 16 ; 112 ) are interconnected. Brennstoffzellenmodul nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Gehäuseteil (14; 100) und der zweite Gehäuseteil (16; 112) aus einem metallischen Material hergestellt sind.Fuel cell module according to one of the preceding claims, characterized in that the first housing part ( 14 ; 100 ) and the second housing part ( 16 ; 112 ) are made of a metallic material. Brennstoffzellenmodul nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine elektrische Kontakteinrichtung (44) aus einem metallischen Material hergestellt ist.Fuel cell module according to one of the preceding claims, characterized in that an electrical contact device ( 44 ) is made of a metallic material. Brennstoffzellenmodul nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Elektrode (36; 68; 90) und/oder der Elektrodenträger (42; 70; 88) über eine elektrische Kontakteinrichtung (44) an dem ersten Gehäuseteil (14) abgestützt ist.Fuel cell module according to one of the preceding claims, characterized in that the first electrode ( 36 ; 68 ; 90 ) and / or the electrode carrier ( 42 ; 70 ; 88 ) via an electrical contact device ( 44 ) on the first housing part ( 14 ) is supported. Brennstoffzellenmodul nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine elektrische Kontakteinrichtung (44) ein Netz, Gewebe oder Gewirke umfasst.Fuel cell module according to one of the preceding claims, characterized in that an electrical contact device ( 44 ) comprises a net, woven or knitted fabric. Brennstoffzellenmodul nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anoden-Elektrolyt-Kathoden-Einheit (34; 66; 86) einen oxidkeramischen Elektrolyten (38; 72; 92) aufweist.Fuel cell module according to one of the preceding claims, characterized in that the anode-electrolyte-cathode unit ( 34 ; 66 ; 86 ) an oxide-ceramic electrolyte ( 38 ; 72 ; 92 ) having. Brennstoffzellenmodul nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anoden-Elektrolyt-Kathoden-Einheit (34; 66; 86) eine oxidkeramische Anode (36; 68; 90) aufweist.Fuel cell module according to one of the preceding claims, characterized in that the anode-electrolyte-cathode unit ( 34 ; 66 ; 86 ) an oxide ceramic anode ( 36 ; 68 ; 90 ) having. Brennstoffzellenmodul nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anoden-Elektrolyt-Kathoden-Einheit (34; 66; 86) eine oxidkeramische Kathode (40; 74; 94) aufweist.Fuel cell module according to one of the preceding claims, characterized in that the anode-electrolyte-cathode unit ( 34 ; 66 ; 86 ) an oxide ceramic cathode ( 40 ; 74 ; 94 ) having. Brennstoffzellenmodul nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektrodenträger (42; 118) und die erste Elektrode (36) randseitig bündig zueinander sind.Fuel cell module according to one of the preceding claims, characterized in that the electrode carrier ( 42 ; 118 ) and the first electrode ( 36 ) are flush with each other at the edge. Brennstoffzellenmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Elektrode (68; 90) randseitig zu dem Elektrodenträger (70; 88) zurückgesetzt ist.Fuel cell module according to one of claims 1 to 26, characterized in that the first electrode ( 68 ; 90 ) at the edge of the electrode carrier ( 70 ; 88 ) is reset. Brennstoffzellenmodul nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektrolyt (72) randseitig bündig zu der ersten Elektrode (68) ist.Fuel cell module according to one of the preceding claims, characterized in that the electrolyte ( 72 ) at the edge flush with the first electrode ( 68 ). Brennstoffzellenmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektrolyt (38; 92) randseitig zu der ersten Elektrode (36; 90) zurückgesetzt ist.Fuel cell module according to one of claims 1 to 28, characterized in that the electrolyte ( 38 ; 92 ) at the edge to the first electrode ( 36 ; 90 ) is reset. Brennstoffzellenmodul nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der ersten Elektrode oder dem Elektrodenträger (42; 70; 88; 118), dem ersten Gehäuseteil (14), dem zweiten Gehäuseteil (16) und der Lotschicht (52; 82; 96) ein Elektrodenraum (58; 108) gebildet ist.Fuel cell module according to one of the preceding claims, characterized in that between the first electrode or the electrode carrier ( 42 ; 70 ; 88 ; 118 ), the first housing part ( 14 ), the second housing part ( 16 ) and the solder layer ( 52 ; 82 ; 96 ) an electrode space ( 58 ; 108 ) is formed. Brennstoffzellenmodul nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Gehäuseteil (16; 112) einen Deckel für den Elektrodenraum (58; 108) bildet.Fuel cell module according to claim 30, characterized in that the second housing part ( 16 ; 112 ) a lid for the electrode space ( 58 ; 108 ). Brennstoffzellenmodul nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Elektrode die Anode (36; 68; 90) ist, der Elektrodenträger ein Anodenträger (42; 70; 88; 118) ist und eine zweite Elektrode die Kathode (40; 74; 94) ist.Fuel cell module according to one of the preceding claims, characterized in that the first electrode, the anode ( 36 ; 68 ; 90 ), the electrode carrier is an anode carrier ( 42 ; 70 ; 88 ; 118 ) and a second electrode is the cathode ( 40 ; 74 ; 94 ). Brennstoffzellenmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Elektrode die Kathode ist, der Elektrodenträger ein Kathodenträger ist und eine zweite Elektrode die Anode ist.Fuel cell module according to one of the claims 1 to 32, characterized in that the first electrode is the cathode is, the electrode carrier is a cathode support and a second electrode is the anode.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8778550B2 (en) 2012-10-20 2014-07-15 Akademia Gorniczo-Hutnicza Im. Stanislawa Staszica Battery of fuel cells

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011053550B4 (en) 2011-09-13 2019-12-05 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. fuel cell device

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19841919A1 (en) 1998-09-12 2000-03-23 Forschungszentrum Juelich Gmbh Fuel cell module for, e.g., solid oxide fuel cell has soldered joints between the anodes and their current collectors
DE10135336C1 (en) * 2001-07-19 2002-11-07 Elringklinger Ag Fuel cell unit for fuel cell block has 2 housing parts sealed together via coupling surface parallel to stacking direction of fuel cell units within fuel cell block
DE10135333A1 (en) * 2001-07-19 2003-02-06 Elringklinger Ag fuel cell unit
EP1318560A2 (en) 2001-12-10 2003-06-11 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Substrate for an electrochemical functional unit of a high temperature fuel cell and high temperature fuel cell
DE10343652B4 (en) * 2003-09-20 2005-09-29 Elringklinger Ag Method for producing a solder joint between a substrate and a contact element of a fuel cell unit and fuel cell unit
DE10343655B4 (en) * 2003-09-20 2005-09-29 Elringklinger Ag Method for producing a solder joint between a substrate and a contact element of a fuel cell unit and fuel cell unit
DE202005020601U1 (en) 2005-07-18 2006-04-27 Elringklinger Ag Fuel cell with cathode electrolyte anode unit has at least one electrical contact element comprising a plate having many through holes

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005034616B4 (en) * 2005-07-18 2008-07-03 Elringklinger Ag Fuel cell unit and fuel cell stack
DE102005045053A1 (en) * 2005-09-21 2007-03-29 Elringklinger Ag A method of manufacturing a gasket assembly for a fuel cell stack and gasket assembly for a fuel cell stack

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19841919A1 (en) 1998-09-12 2000-03-23 Forschungszentrum Juelich Gmbh Fuel cell module for, e.g., solid oxide fuel cell has soldered joints between the anodes and their current collectors
DE10135336C1 (en) * 2001-07-19 2002-11-07 Elringklinger Ag Fuel cell unit for fuel cell block has 2 housing parts sealed together via coupling surface parallel to stacking direction of fuel cell units within fuel cell block
DE10135333A1 (en) * 2001-07-19 2003-02-06 Elringklinger Ag fuel cell unit
EP1318560A2 (en) 2001-12-10 2003-06-11 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Substrate for an electrochemical functional unit of a high temperature fuel cell and high temperature fuel cell
DE10343652B4 (en) * 2003-09-20 2005-09-29 Elringklinger Ag Method for producing a solder joint between a substrate and a contact element of a fuel cell unit and fuel cell unit
DE10343655B4 (en) * 2003-09-20 2005-09-29 Elringklinger Ag Method for producing a solder joint between a substrate and a contact element of a fuel cell unit and fuel cell unit
DE202005020601U1 (en) 2005-07-18 2006-04-27 Elringklinger Ag Fuel cell with cathode electrolyte anode unit has at least one electrical contact element comprising a plate having many through holes

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8778550B2 (en) 2012-10-20 2014-07-15 Akademia Gorniczo-Hutnicza Im. Stanislawa Staszica Battery of fuel cells

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