Search Images Maps Play YouTube News Gmail Drive More »
Sign in
Screen reader users: click this link for accessible mode. Accessible mode has the same essential features but works better with your reader.

Patents

  1. Advanced Patent Search
Publication numberDE3727282 A1
Publication typeApplication
Application numberDE19873727282
Publication date18 Feb 1988
Filing date12 Aug 1987
Priority date14 Aug 1986
Also published asDE3727282C2
Publication number19873727282, 873727282, DE 3727282 A1, DE 3727282A1, DE-A1-3727282, DE19873727282, DE3727282 A1, DE3727282A1, DE873727282
InventorsHiroyuki Fukuda, Masayuki Funabashi, Masumi Sagi
ApplicantKureha Chemical Ind Co Ltd
Export CitationBiBTeX, EndNote, RefMan
External Links: DPMA, Espacenet
Zusammengesetztes substrat fuer brennstoffzellen und verfahren zum herstellen derselben A composite substrate for fuel cell and method for making same translated from German
DE 3727282 A1
Abstract
Disclosed herein is a composite substrate for fuel cells, comprising (1) a separator, (2) two porous and carbonaceous electrode substrates which are joined to the separator, respectively provided with a plurality of grooves forming the flow channels of the reactant gas on one side thereof and one flat surface on the other side thereof and (3) peripheral sealers which have been joined to the separator via a layer of a fluorocarbon resin, the above-mentioned electrode substrates having been joined to the opposing surfaces of the above-mentioned separator so that the flow channels of the reactant gas in one of the electrode substrates are perpendicular to those in the another electrode substrate, a ratio of the sum of the cross- sectional areas of the flow channels of the reactant gas formed by the separator and the grooves of the porous and carbonaceous electrode substrate on the fuel electrode side to the sum of the cross-sectional areas of the flow channels of the reactant gas formed by the separator and the grooves of the porous and carbonaceous electrode substrate on the air electrode side being from 1:3 to 2:3, and a process for producing the above-mentioned composite substrate for fuel cells. <IMAGE>
Claims(21)  translated from German
1. Zusammengesetztes Substrat für Brennstoffzellen, enthaltend 1. A composite substrate for fuel cells containing
  • (1) einen Separator, (1) a separator,
  • (2) zwei poröse, kohlenstoffhaltige Elektrodensubstrate, welche jeweils an einer Seite derselben mit zahlreichen, Strömungskanäle des Reaktanten bildenden Auskeh lungen und mit einer flachen Oberfläche an der anderen Seite derselben ausgestattet sind und mit den gegenüberliegenden Separatoroberflächen derart verbunden sind, daß die Strömungskanäle des Gasreaktanten in dem einen Elektrodensubstrat senkrecht zu denen in dem anderen Elektrodensubstrat sind, und daß der Separator über beide, zu den Strömungskanälen des Gasreaktanten in dem Elektro densubstrat parallelen Ränder des Elektrodensub strats hinausreicht, und (2) two porous carbonaceous electrode substrates, which lungs on either side thereof forming with numerous flow channels of the reactants Auskeh and having a flat surface on the other side thereof are provided and are connected to the opposite separator surfaces such that the flow channels of the gas reactants in which an electrode substrate which are perpendicular in the other electrode substrate, and in that the separator over both, extends to the flow channels of the gas reactants in the electric densubstrat parallel edges of the Elektrodensub strate, and
  • (3) Abschlußteile, die mit den überstehenden Separatorrand teilen, welche über die beiden Ränder des Elektroden substrats hinausreichen, über eine Schicht aus Fluorkohlenstoffharz verbunden sind, wobei das Verhältnis der Querschnittsflächensumme der aus dem Separator und den Auskehlungen des porösen, kohlenstoffhaltigen Elektrodensubstrats gebildeten Strömungskanäle für den Gasreaktanten auf der Brennstoffelektrodenseite zu der Quer schnittsflächensumme der aus dem Separator und den Auskehlungen des porösen, kohlenstoffhaltigen Elektrodensubstrats gebildeten Strömungskanäle auf der Luftelektrodenseite 1 : 3 bis 2 : 3 beträgt. (3) termination parts, the parts with the protruding Separatorrand which extend beyond the two edges of the electrode substrate, are connected by a layer of fluorocarbon resin, wherein the ratio of the cross sectional area of the sum of the flow channels formed by the separator and the grooves of the porous carbonaceous electrode substrate for the gas reactants on the fuel electrode side to the total cross-sectional area of the flow channels formed by the separator and the grooves of the porous carbonaceous electrode substrate on the air electrode side of 1: 3 to 2: 3.
2. Zusammengesetztes Substrat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die verbindenden Flächen des porösen kohlenstoffhaltigen Elektrodensubstrats und des Separators eine flexible Kohlenfolie gelegt ist. 2. The composite substrate according to claim 1, characterized in that between the connecting surfaces of the porous carbonaceous electrode substrate and the separator is a flexible carbon film is laid.
3. Zusammengesetztes Substrat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die porösen, kohlenstoffhaltigen Elektrodensubstrate und der Separator mittels einer Dispersion eines Tetrafluorethylenharzes verbunden sind. 3. A composite substrate according to claim 1, characterized in that the porous carbonaceous electrode substrate and the separator are connected by means of a dispersion of a tetrafluoroethylene resin.
4. Zusammengesetztes Substrat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das poröse, kohlenstoffhaltige Elektrodensubstrat eine Schüttdichte von 0,3 bis 0,9 g/ml, eine Gaspermeabilität von nicht weniger als 200 ml/cm² · Std. · mmAq und einen spezifischen elektrischen Widerstand von nicht mehr als 200 mΩ · cm nach dem Calcinieren bei einer Temperatur von nicht weniger als 1000°C in einer Atmosphäre und/oder verringertem Durck besitzt. 4. A composite substrate according to claim 1, characterized in that the porous carbonaceous electrode substrate has a bulk density of 0.3 to 0.9 g / ml, a gas permeability of not less than 200 ml / cm² · h. MmAq · and a specific electrical has resistivity of not more than 200 milliohms-cm after calcination at a temperature of not less than 1000 ° C in an atmosphere and / or reduced Durck.
5. Zusammengesetztes Substrat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Separator, ein kompaktes Kohle material bzw. Kohlenstoffmaterial mit einer Schüttdichte von nicht weniger als 1,4 g/ml, einer Gaspermeabilität von nicht weniger als 10 -6 ml/cm² · Std. · mmAq, einem spezifischen elektrischen Widerstand von nicht weniger als 10 mΩ · cm und einer Dicke von nicht weniger als 2 mm ist. 5. A composite substrate according to claim 1, characterized in that the separator, a compact carbon material or carbon material having a bulk density of not less than 1.4 g / ml, a gas permeability of not less than 10 -6 ml / cm² · hr . · mmAq, a specific electrical resistance of not less than 10 milliohms-cm and a thickness of not less than 2 mm.
6. Zusammengesetztes Substrat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschlußteile ein kompaktes Kohlematerial bzw. Kohlenstoffmaterial mit einer Schütt dichte von nicht weniger als 1,4 g/ml und einer Gaspermeabilität von nicht weniger als 10 -4 ml/cm² · Std. · mmAq sind. 6. A composite substrate according to claim 1, characterized in that the end parts of a compact carbon material or carbon material having a bulk density of not less than 1.4 g / ml and a gas permeability of not less than 10 -4 ml / cm² · h. · mmAq are.
7. Zusammengesetztes Substrat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die flexible Kohlefolie durch Carbonisieren eines zusammengesetzten Materials erhalten ist, das Kohlenstofffasern einer mittleren Länge nicht unter 1 mm und ein Bindemittel umfaßt, eine Dicke nicht über 1 mm, eine Schüttdichte von 0,2 bis 1,3 g/ml, eine Kompressionsverformungsgeschwindigkeit nicht über 2,0×10 -1 cm²/kgf* und eine Flexibiltät auf weist, entsprechend der sie beim Biegen bis zu einem Krümmungsradius von 10 mm nicht bricht, wobei in der flexiblen Kohlefolie von dem Bindemittel stammende Kohleklümpchen in der Matrix der Kohlefasern dispergiert sind und eine Vielzahl dieser Kohlefasern zusammenhalten, wobei die Kohlefasern durch die Kohleklümpchen gleitbar aneinandergehalten werden. 7. A composite substrate according to claim 2, characterized in that the flexible carbon film is obtained by carbonizing a composite material, the carbon fibers of average length not including less than 1 mm and a binder, a thickness not greater than 1 mm, a bulk density of 0.2 to 1.3 g / ml, a compression strain rate not exceeding 2.0 × 10 -1 cm / kgf * and has a flexibility on, corresponding to the up to a radius of curvature of 10 mm does not break when bent, wherein, of coal in the flexible film the binder derived Kohleklümpchen are dispersed in the matrix of carbon fibers and a variety of these carbon fibers stick together, wherein the carbon fibers are held together by slidably Kohleklümpchen.
8. Zusammengesetztes Substrat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die flexible Kohlefolie durch Komprimieren expandierter Graphitteilchen erzeugt ist, die durch Säurebehandlung von Graphitteilchen eines Teilchendurchmessers nicht über 5 mm und weiterem Erhitzen der auf diese Weise säurebehandelten Teilchen erhalten sind, und eine Dicke nicht über 1 mm, eine Schüttdichte von 1,0 bis 1,5 g/ml, eine Druckverformungs geschwindigkeit nicht über 0,35×10 -2 cm²/kgf* und eine Flexibilität aufweist, wonach sie bei Biegung bis zu einem Krümmungsradius von 20 mm nicht bricht. 8. A composite substrate according to claim 2, characterized in that the flexible carbon film is produced by compressing expanded graphite particles, which are not obtained by acid treatment of graphite particles having a particle diameter greater than 5 mm and further heating the acid-treated in this way particles and a thickness not greater than 1 mm, a bulk density of 1.0 to 1.5 g / ml, a compression strain rate not greater than 0.35 × 10 -2 cm / kgf * and has a flexibility, whereby they do not bend at a radius of curvature of up to 20 mm breaks.
9. Zusammengesetztes Substrat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Fluorkohlenstoffharz einen Schmelzpunkt nicht unter 200°C besitzt. 9. A composite substrate according to claim 1, characterized in that the fluorocarbon resin does not have a melting point below 200 ° C.
10. Verfahren zum Herstellen eines zusammengesetzten Sub strats für Brennstoffzellen nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch die Stufen: 10. A method for manufacturing a composite sub strate for fuel cells according to claim 2, characterized by the steps of:
  • (1) Ankleben einer flexiblen Kohlefolie auf je eine Oberfläche von zwei porösen, kohlenstoffhaltigen flachplattenförmigen Elektrodensubstraten ohne Auskehlungen und mit vorgegebener Abmessung unter Anwendung eines Klebemittels, (1) adhering a flexible carbon film on a surface of each of two porous, carbon-containing flat plate-shaped electrode substrates without grooves and having a predetermined dimension by using an adhesive,
  • (2) Zurechtschneiden jeder klebenden Oberfläche der Elektrodensubstrate unter Ausbildung von Auskeh lungen, die auf diesen Strömungskanäle für den Gasreaktanten bilden, so daß das Verhältnis der Summe der Querschnittsflächen der Strömungskanäle des Gasreaktanten auf der Brennstoffelektrodenseite zu der Summe der Querschnittsflächen der Strömungs kanäle des Gasreaktanten auf der Luftelektrodenseite 1 : 3 bis 2 : 3 ist, (2) trimming lungs of each adhesive surface of the electrode substrates to form Auskeh which form on these flow channels for the gas reactants so that the ratio of the sum of the cross sectional areas of the flow channels of the gas reactants on the fuel electrode side to the sum of the cross sectional areas of the flow channels of the gas reactants on the air electrode side of 1: 3 to 2: 3,
  • (3) Ankleben auf der den so zurecht geschnittenen Oberflächen der Elektrodensubstrate verbliebenen Oberflächen der flexiblen Kohlefolie auf die gegenüber liegenden Flächen des Separators, so daß die Auskeh lungen in dem einem Elektrodensubstrat senkrecht zu denen in dem anderen Elektrodensubstrat sind, (3) adhering on the thus trimmed surfaces of the electrode substrates remaining surfaces of the flexible foil in the Charcoal an electrode substrate which are on the opposite surfaces of the separator so that the lungs Auskeh perpendicular in the other electrode substrate,
  • (4) Calcinieren der so aneinandergeklebten Materialien bei einer Temperatur nicht unter 800°C in einer inerten Atmosphäre und/oder einem verringerten Druck, und (4) calcining the so-spliced materials at a temperature not lower than 800 ° C in an inert atmosphere and / or a reduced pressure, and
  • (5) Verbinden von Abschlußteilen aus gasundurchlässigem kompakten Kohlematerial mit überstehenden Randteilen des Separators, die über beide Ränder des Elektrodensubstrats reichen, die parallel zu den Strömungskanälen des Gasreaktanten darin sind mittels einer Folie aus Fluorkohlenstoffharz. (5) connecting the conclusion parts of gas-impermeable carbon material compact with projecting edge parts of the separator, which extend over both edges of the electrode substrate which is parallel to the flow channels of the gas reactants by means of a film of fluorocarbon resin.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß man das poröse kohlenstoffhaltige Elektrodensubstrat aus der Gruppe aus 11. The method according to claim 10, characterized in that the porous carbonaceous electrode substrate is selected from the group of
  • (a) einem preßgeformten Material, erhalten durch Preß formen eines Gemischs aus kurzen Kohlefasern, einem Bindemittel und einer organischen granulierten Substanz zu einem Körper durch Erhitzen unter Druck und (A) a compression-molded material obtained by compression molding of a mixture of short carbon fibers, a binder and an organic granular form into one body by heating under pressure and
  • (b) einem calinierten Material, erhalten durch Calcinieren des preßgeformten Materials (a) in einer inerten Atmosphäre und/oder einem verringerten Druck, wählt. (B) a calinierten material obtained by calcining the press-molded material (a) in an inert atmosphere and / or a reduced pressure selected.
12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die flexible Kohlefolie durch Carbonisieren eines zusammengesetzten Materials aus Kohlefasern einer mittleren Länge nicht unter 1 mm und einem Bindemittel hergestellt ist und eine Dicke nicht über 1 mm, eine Schüttdichte von 0,2 bis 1,3 g/ml, eine Druckverformungs geschwindigkeit nicht über 2,0×10 -1 cm²/kgf* und eine Flexibilität besitzt, wonach sie bei Biegung bis zu einem Krümmungsradius von 10 mm nicht gebrochen wird, daß in der flexiblen Kohlefolie von dem Binde mittel stammende Kohleklümpchen in der Matrix der Kohle fasern dispergiert sind und eine Vielzahl dieser Kohle fasern zusammengehalten, wobei die Kohlefasern gleitbar aneinander durch die Kohleklümpchen gehalten werden. 12. The method according to claim 10, characterized in that the flexible carbon film is not less than 1 mm prepared by carbonizing a binder and a composite material of carbon fibers with an average length and a thickness not greater than 1 mm, a bulk density of 0.2 to 1, 3 g / ml, a compression set not more than 2.0 × 10 -1 cm / kgf * and has a flexibility speed, after which it is not broken when bent to a radius of curvature of 10 mm, that means in the flexible film of the binding Coal originating Kohleklümpchen dispersed in the matrix of the coal fibers and a variety of carbon fibers held together with the carbon fibers are slidably held together by the Kohleklümpchen.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die flexible Kohlefolie durch Preßformen eines zusammengesetzten Materials aus Kohlefasern einer mittleren Länge nicht unter 1 mm und einem Bindemittel einer Carbonisierungsausbeute nicht unter 10% durch Erhitzen unter Druck und Calcinieren des so geformten zusammengesetzten Materials bei einer Temperatur nicht unter 850° in einer inerten Atmosphäre und/oder verrin gertem Druck erhalten ist. 13. The method according to claim 12, characterized in that the flexible carbon film by compression molding a composite material of carbon fibers of average length not less than 1 mm and a binder of a carbonization yield not less than 10% by heating under pressure and calcining the thus-shaped composite material at a Temperature is not available at 850 ° in an inert atmosphere and / or verrin gertem pressure.
14. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die flexible Kohlefolie durch Komprimieren expandierter Graphitteilchen hergestellt ist, die durch Säurebe handlung von Graphitteilchen eines Teilchendurchmessers nicht über 5 mm und weiterem Erhitzen der so säurebe handelten Graphitteilchen erhalten sind, und eine Dicke nicht über 1 mm, eine Schüttdichte von 1,0 bis 1,5 g/ml, eine Druckverformungsgeschwindigkeit nicht über 0,35×10 -2 cm²/kgf* und eine Flexibilität aufweist, wonach sie beim Biegen bis zu einem Krümmungsradius von 20 mm nicht gebrochen wird. 14. The method according to claim 10, characterized in that the flexible carbon film is produced by compressing expanded graphite particles, which are obtained by Säurebe treatment of graphite particles having a particle diameter not greater than 5 mm and further heating the thus-treated graphite säurebe, and a thickness not greater than 1 mm, a bulk density of 1.0 to 1.5 g / ml, a compression strain rate not greater than 0.35 × 10 -2 cm / kgf * and having a flexibility, after which it is not broken when bent to a radius of curvature of 20 mm ,
15. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Klebemittel ein wärmehärtendes Harz der Gruppe aus Phenolharzen, Epoxyharzen und Furanharzen ist. 15. The method according to claim 10, characterized in that the adhesive is a thermosetting resin from the group phenolic resins, epoxy resins and furan resins.
16. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Bedingungen zum Verbinden des Elektrodensub strats mit dem Separator die Verbindungstemperatur von 100 bis 180°C, der Preßdruck von 1 bis 50 kgf*/cm² G und die Druckzeit von 1 bis 120 Min. sind. 16. The method according to claim 10, characterized in that the conditions for connecting the Elektrodensub strate with the separator, the bonding temperature of 100 to 180 ° C, the press pressure of 1 to 50 kgf / cm² G and the printing time of 1 to 120 min. are.
17. Verfahren zum Herstellen eines zusammengesetzten Substrats für Brennstoffzellen nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch die Stufen: 17. A method of manufacturing a composite substrate for fuel cell according to claim 3, characterized by the steps of:
  • (1) Aufbringen einer Dispersion von Tetrafluorethylen harz auf die gegenüberliegenden Oberflächen eines Separators, (1) applying a dispersion of tetrafluoroethylene resin on the opposite surfaces of a separator,
  • (2) Verbindungen der ausgekehlten Oberflächen von je zwei porösen, kohlenstoffhaltigen Elektrodensubstraten in der vorgegebenen Position mit den gegenüber liegenden Flächen des mit der Dispersion versehenen Separators, so daß die Auskehlungen in dem einem Elektrodensubstrat senkrecht zu denen in dem anderen Elektrodensubstrat sind, wobei die Elektrodensub strate jeweils mit einer Vielzahl von Auskehlungen ausgestattet sind, welche Strömungskanäle des Gasreaktanten auf der einen Seite derselben bilden und einer flachen Oberfläche auf der anderen Seite, wobei die Größe der Auskehlungen derart ist, daß ein Verhältnis der Summe der Querschnittsflächen der Strömungskanäle des Gasreaktanten auf der Brennstoffelektrodenseite zu der Summe der Quer schnittsflächen der Strömungskanäle des Gasreaktanten auf der Luftelektrodenseite 1 : 3 bis 2 : 3 ist, durch Schmelzkleben und (2) Compounds of the fluted surfaces of two porous, carbonaceous electrode substrates in the predetermined position with the opposing surfaces of the bearing the dispersion separator, so that the grooves in which an electrode substrate which are perpendicular in the other electrode substrate, wherein the Elektrodensub are strate with a plurality of grooves provided, which flow channels of the gas reactants on one side form the same, and a flat surface on the other side, wherein the size of the grooves is such that a ratio of the sum of the cross sectional areas of the flow channels of the gas reactants on the fuel electrode side to the sum of the cross sectional areas of the flow channels of the gas reactants on the air electrode side of 1: 3 to 2: 3, by melt-bonding and
  • (3) Verbinden von Abschlußteilen aus einem gasundurch lässigen kompakten Kohlematerial mit den überstehenden Randteilen des Separators, die über die beiden Ränder des Elektrodensubstrats reichen, die parallel zu den Strömungskanälen des Gasreaktanten darin sind über eine Folie aus Fluorkohlenstoffharz. (3) bonding of seal members of a gasundurch permeable compact carbon material with the protruding edge portions of the separator, which extend over the two edges of the electrode substrate which are parallel to the flow channels of the gas reactants therein on a sheet of fluorocarbon resin.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß man das poröse, kohlenstoffhaltige Elektrodensubstrat durch Calcinieren des preßgeformten Materials herstellt, das man durch Preßformen eines Gemischs aus kurzen Kohlefasern, einem Bindemittel und einer organischen granulierten Substanz zu einem Körper durch Erhitzen unter Druck erhält. 18. The method according to claim 17, characterized in that one produces the porous carbonaceous electrode substrate by calcining the press-formed material is obtained by compression molding of a mixture of short carbon fibers, a binder and an organic granular form into one body by heating under pressure.
19. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Separator und das poröse, kohlenstoffhaltige Elektrodensubstrat bei einer Temperatur nicht unter etwa 270°C und einem Druck nicht unter 1 kgf*/cm² G durch Schmelzkleben verbunden werden. 19. The method according to claim 17, characterized in that the separator and the porous carbonaceous electrode substrate are joined by melt-adhesion at a temperature not below about 270 ° C and a pressure not less than 1 kgf / cm²G.
20. Verfahren nach Anspruch 10 oder 17, dadurch gekennzeich net, daß der Separator eine kompakte Kohleplatte ist, deren Schrumpfung bei Calcinierung nicht mehr als 0,2% beträgt, wenn sie bei 2000°C in einer inerten Atmosphäre und/oder verringertem Druck calciniert wird. 20. The method according to claim 10 or 17, characterized in that the separator is a compact carbon plate, which shrinkage is not more than 0.2% upon calcination, when calcined at 2000 ° C in an inert atmosphere and / or reduced pressure will.
21. Verfahren nach Anspruch 10 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie aus Fluorkohlenstoffharz einen Schmelz punkt nicht unter 200°C hat. 21. The method according to claim 10 or 17, characterized in that the film of fluorocarbon resin not having a melting point below 200 ° C.
Description  translated from German

Die Erfindung betrifft ein zusammengesetztes Substrat für Brennstoffzellen vom Phosphorsäuretyp und ein Verfahren zum Herstellen derselben. The invention relates to a composite substrate for phosphoric acid type fuel cell and a method for manufacturing the same.

Seit einigen Jahren besteht ein großer Bedarf nach Entwick lung und Anwendung einer Brennstoffzelle einschließlich "Umfangssystem" (circum ferential system) als Einrichtung zur Erzeugung sauberer Energie bzw. beliebig verfügbarer Elektrizität, um durch Ausgleich des Betriebs bei Dampf kraft- oder Wasserkraftwerken zur Rohstoffeinsparung beizu tragen oder die Energieeffizienz zu verbessern. For several years, there is a great need for develop- ment and application of a fuel cell including "peripheral system" (circum ferential system) as a means of generating clean energy or any electricity is available to non-positive by balancing the operation of steam or wear Beizu hydropower plants for raw material savings or to improve the energy efficiency.

Bislang sind als Brennstoffzellen allgemein solche vom bipolaren Typ bekannt, in welchen der bipolare Separator, den man durch Einarbeiten von Rippen in die gasundurchlässige dünne Graphitplatte erhält, nach Kombination mit einer porösen flachen Kohlenstoffplatte verwendet wird. So far as fuel cells generally those of the bipolar type is known, in which the bipolar separator that is obtained in the gas-impermeable thin graphite plate by incorporating ribs used after combination with a porous flat carbon plate. Demgegen über wurde eine Brennstoffzelle vom monopolaren Typ ent wickelt, die man durch Aufeinanderstapeln eines porösen Elektrodensubstrats, das an der einen Seite Rippen und an der anderen Seite eine flache Oberfläche aufweist, einer Katalysatorschicht, einer mit einem Elektrolyten imprägnierten Matrix und eines Separators zusammensetzt. In contrast, a fuel cell of the monopolar type was devel- oped, the one composed by stacking a porous electrode substrate having a flat surface on one side of the ribs and at the other side, a catalyst layer, an impregnated with an electrolyte matrix and a separator. Bei einer solchen Brennstoffzelle vom monopolaren Typ diffundiert der Gasreaktant (Sauerstoff oder Wasserstoff) von dem Strömungskanal des Gases, der durch die auf dem Elektrodensubstrat angebrachten Rippen gebildet wird, zu der flachen Oberfläche der Elektrode. In such a fuel cell from the monopolar type of Gasreaktant diffuses (oxygen and hydrogen) of the flow channel of the gas which is formed by the electrodes mounted on the substrate ribs, to the flat surface of the electrode.

In einer solchen Brennstoffzelle hatten die beiden Arten von Strömungskanälen für die Gasreaktanten auf den gegenüber ligenden Separatorseiten, zwischen denen sich der Separator befindet, dh die Strömungskanäle des Gasreaktanten auf der Brennstoffelektrodenseite und die Strömungskanäle des Gasreaktanten auf der Luftelektrodenseite, im allgemeinen jeweils die gleiche Summe an Querschnittsflächen, was den Querschnitt senkrecht zur Strömungsrichtung des Gas reaktanten betrifft. In such a fuel cell had the two types of flow channels for the gas reactants on the opposite leaf ligand Separatorseiten between which the separator is located, that is, the flow channels of the gas reactants on the fuel electrode side and the flow passages of the gas reactants on the air electrode side, generally in each case the same amount of cross-sectional areas, as regards the reactants perpendicularly to the flow direction of the gas the cross-section.

Da die Elektrodenreaktion der Brennstoffzelle von Phosporsäure typ H₂+½ O₂ → H₂O ist, ist das ideale stöchiome trische Volumenverhältnis von Wasserstoff zu Sauerstoff (dh der Brennstoff) 2 : 1, wobei es bei Anwendung der oben erwähnten beiden Gase unter gleichem Druck zur Erzie lung gleicher Diffusion der Gase in der erwähnten Brennstoff zelle, in welcher die Querschnittsfläche der Strömungskanäle für Sauerstoff die gleiche ist wie die für Wasserstoff, theoretisch vernünftig ist, reinen gasförmigen Sauerstoff in einem Volumen entsprechend 50% des Volumens von reinem gasförmigen Wasserstoff anzuwenden. Since the electrode reaction of the fuel cell of phosphoric acid type H₂ + ½ O₂ → H₂O is the ideal stöchiome cal volume ratio of hydrogen to oxygen (ie fuel) 2: 1, where the application of the above-mentioned two gases under the same pressure to educa tion the same diffusion of the gases in said fuel cell, in which the cross-sectional area of the flow ducts for oxygen is the same as the hydrogen is theoretically reasonable to apply pure gaseous oxygen in a volume corresponding to 50% of the volume of pure hydrogen gas.

Wenn man jedoch berücksichtigt, daß beim tatsächlichen Betrieb einer Brennstoffzelle die Sauerstoffzufuhr mittels Luft, und die Wasserstoffzufuhr mittels eines Gases erfolgt, das man durch Reformieren von LNG, LPG, etc. erhält und das einen H₂ Gehalt von 65 bis 80 Vol.-% besitzt, und wenn man darüber hinaus die Verbrauchsrate von Brennstoffgas und Luft in Betracht zieht, war die Querschnittsfläche der Strömungskanäle des Gasreaktanten auf der Brennstoff elektrodenseite in der oben erwähnten Brennstoffzelle, in welcher die Summe der Querschnittsflächen der Strömungs kanäle des Gasreaktanten auf der Brennstoffelektrodenseite und die Summe der Querschnittsflächen der Strömungskanäle des Gasreaktanten auf der Luftelektrodenseite je zusammenge setztem Substrat vom bipolaren Typ gleich sind, zu groß. However, if one considers that in the actual operation of a fuel cell, the supply of oxygen by means of air, and the supply of hydrogen is effected by means of a gas, which is obtained by reforming of LNG, LPG, etc., and which has a H₂ content of 65 to 80 vol .-% and if moreover, the consumption rate of fuel gas and air takes into account, the cross sectional area of the flow channels of the gas reactants was on the fuel electrode side in the above-mentioned fuel cell, into which channels the sum of the cross sectional areas of the flow of the gas reactants on the fuel electrode side, and the sum the cross-sectional areas of the flow channels of gas reactants on the air electrode side of each quantity together setztem substrate bipolar type are the same, too big.

Zwar kann die übermäßig große Querschnittsfläche der Strömungs kanäle des Gasreaktanten auf der Brennstoffelektrodenseite kompensiert werden, indem man die Strömungsgeschwindigkeit der Luft entsprechend erhöht; Although the excessively large cross-sectional area of the flow channels of the gas reactants can on the fuel electrode side can be compensated by increasing the flow velocity of the air accordingly; wenn man jedoch den angegebenen Gastransfer zu der Gegenelektrode in Betracht zieht, ist es eindeutig erwünscht, beide Gase unter gleichem Druck einzusetzen. However, if one takes the specified gas transfer to the counter electrode into consideration, it is clearly desirable to use both gases under the same pressure.

Zu weiteren Problemen bei den oben erwähnten Brennstoffzellen sei die Möglichkeit erwähnt, daß Teile abblättern und der Gasreaktant durch die miteinander verbundenen Teile austritt, da die Verbindung jedes Teils mit einem durch Phosphorsäure leicht erudierbaren Kohlebindemittel erfolgt, das aus dem Auftreten von Rissen bei der Handhabung resultiert, wenn die Substratfläche groß ist, da das Elek trodensubstrat in dünnplattiger Form hergestellt ist. Further problems in the fuel cell mentioned above, the possibility should be noted that peeling parts and the Gasreaktant exits through the parts connected to one another, since the connection of each part is carried out with a slightly erudierbaren by phosphoric coal binder which results from the occurrence of cracks during handling when the substrate surface is large because the Elek trodensubstrat is made in dünnplattiger form.

Kürzlich wurde eine bipolare Zusammensetzung für Brennstoff zellen vorgeschlagen, die eine undurchlässige Schicht aufweist, die durch Imprägnieren mit einem Dichtungsmittel der Gruppe aus fluoriertem Copolymeren von Ethylen und Propylen, Polysulfon, Polyethersulfon, Polyphenylsulfon, perfluoriertem Alkoxytetafluorethylen und Gemischen derselben in der Zwischenfläche zwischen den beiden porösen kohlenstoffhaltigen Platten gebildet ist (US-PS 45 05 992). Recently a bipolar composition for fuel cells has been proposed which has an impermeable layer formed by impregnation with a sealant of the group of fluorinated copolymers of ethylene and propylene, polysulphone, polyethersulfone, polyphenylsulphone, perfluorinated Alkoxytetafluorethylen and mixtures thereof in the interface between the two porous formed carbon-containing plates (US-PS 45 05 992).

Jedoch besteht auch in einer derartigen Zusammensetzung das Problem des Ungleichgewichts zwischen der Menge an der Brennstoffelektrode und der Luftelektrode zugeführtem Gasreaktanten, und das Problem des Austretens des Gasreak tanten zur Seite der porösen und kohlenstoffhaltigen Elektrode wurde niemals gelöst. However, even in such a composition is the problem of the imbalance between the amount of the fuel electrode and the air electrode supplied gas reactants, and the problem of leakage of Gasreak aunts to the side of the porous and carbonaceous electrode was never solved.

Es wurde nun gefunden, daß man It has now been found that

  • (1) in einem zusammengesetzten Substrat bestehend aus (1) in a composite substrate consisting of
    • (a) einem Separator, (A) a separator,
    • (b) zwei Elektrodensubstraten, die eine Brennstoff-(Wasserstoff)elektrode und eine Luftelektrode bilden und zwischen die der Separator eingefügt ist, und (B) two electrode substrates, the electrode is a fuel (hydrogen) and form an air electrode and is inserted between the separator, and
    • (c) Abschlußteilen, die Generatoreffizienz je Volumen erhöhen kann, indem man das Verhältnis der Summe der Querschnitts flächen der Strömungskanäle des Gasreaktanten der einen der beiden Elektroden zu der der anderen Elektrode in einem bestimmten Bereich hält, wobei man beide Gase unter annähernd gleichem Druck zuführt und die Höhe der Rippen des Elektrodensub strats auf der Brennstoffelektrodenseite verringert, und (C) terminating parts, can increase generator efficiency per volume by surfaces the ratio of the sum of the cross-section of the flow channels of the gas reactants of one of the two electrodes to which holds the other electrode in a certain area, being fed both gases under approximately the same pressure, and the height of the ribs of the Elektrodensub strate on the fuel electrode side is reduced, and
  • (2) das Austreten (Verlust) von Gas zu der Seite der Elektrode verhindern kann, indem man Abschlußteile über eine Schicht aus Fluorkohlenstoffharz mit dem Separator verbindet. (2) can prevent the leakage (loss) of gas to the side of the electrode by connecting termination parts via a layer of fluorocarbon resin with the separator.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein zusammengesetztes Substrat für Brennstoffzellen verfügbar zu machen, welches einen Separator, zwei poröse, kohlenstoffhaltige Elektroden substrate und Abschlußteile aufweist und ein Verhältnis der Querschnittsfläche des Strömungskanals des Gasreak tanten auf der Brennstoffelektrodenseite zu der auf der Luftelektrodenseite besitzt, das mit den Bedingungen des tatsächlichen Brennstoffverbrauchs übereinstimmt. The object of the invention is therefore to make a composite substrate for fuel cell available which substrates a separator, two porous, carbon-containing electrodes and comprising seal members, and a ratio of the cross-sectional area of the flow channel of the Gasreak aunts on the fuel electrode side to the features on the air electrode side, the consistent with the terms of the actual fuel consumption.

Aufgabe der Erfindung ist ferner ein zusammengesetztes Substrat für Brennstoffzellen zu schaffen, bei dem der Rand des porösen, kohlenstoffhaltigen Elektrodensubstrats abgedichtet ist, indem man Abschlußteile mit den überstehenden Rändern des Separators über eine Fluorkohlenstoffharzschicht verbindet, wodurch sich die Randdichtungsbehandlung zur Verhinderung des Austretens des Gasreaktanten zu der Seite der Zelle erübrigt. The object of the invention is further to provide a composite substrate for fuel cells, in which the edge of the porous carbonaceous electrode substrate is sealed by connecting termination parts with the protruding edges of the separator over a fluorocarbon resin layer, whereby the edge sealing treatment for preventing the leakage of the gas reactants to the side of the cell is unnecessary.

Aufgabe der Erfindung ist es auch, ein zusammengesetztes Substrat für Brennstoffzellen vom Phosphorsäuretyp verfügbar zu machen, das gegenüber Phosphorsäure eine hervorragende Widerstandsfähigkeit besitzt. Object of the invention is to make a composite substrate for fuel cells phosphoric acid type available, the opposite phosphoric acid has excellent durability.

Gemäß einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung ein zusammenge setztes Substrat für Brennstoffzellen, enthaltend According to a first aspect, the invention relates to a quantitative together translated substrate for fuel cells, containing

  • (1) einen Separator, (1) a separator,
  • (2) zwei poröse, kohlenstoffhaltige Elektrodensub strate, mit jeweils einer Vielzahl von Auskehlungen auf einer Seite derselben, welche Strömungskanäle für den Gasreaktanten bilden, und einer flachen Ober fläche auf der anderen Seite derselben, die mit gegenüber liegenden Oberflächen des Separators derart verbunden sind, daß die Strömungskanäle des Gasreaktanten in dem einen der Elektrodensubstrat senkrecht zu denen in dem anderen Elektrodensubstrat sind und daß der Separator über beide Ränder des Elektrodensubstrats, die parallel zu den Strömungskanälen des Gasreaktanten in dem Elektrodensubstrat sind, reicht und (2) strate two porous carbonaceous Elektrodensub, each having a plurality of grooves on one side thereof, which flow channels for the gas reactants form, and a flat upper surface on the other side thereof that are connected to opposite surfaces of the separator in such a way that the flow channels of the gas reactants in the one of the electrode substrate which are perpendicular in the other electrode substrate, and in that the separator over the two edges of the electrode substrate which are parallel to the flow channels of the gas reactants in the electrode substrate ranges and
  • (3) Abschlußteile, die über eine Fluorkohlenstoffharz schicht mit den überstehenden Randteilen des Separators verbunden sind, die über beide Ränder des Elektrodensub strats hinausreichen, welches sich dadurch ausgezeichnet, daß das Verhältnis der Summe der Querschnittsflächen der Gasreaktanten- Strömungskanäle, gebildet durch den Separator und die Auskehlungen des porösen, kohlenstoffhaltigen Elektrodensubstrats auf der Brennstoffelektrodenseite, zu der Summe der Querschnittsflächen der Gasreaktanten- Strömungskanäle, gebildet durch den Separator und die Auskehlungen des porösen, kohlenstoffhaltigen Elektrodensubstrats auf der Luftelektrodenseite, 1 : 3 bis 2 : 3 ist. (3) termination parts, the layered over a fluorocarbon resin are connected to the protruding edge portions of the separator, the strats go beyond both edges of the Elektrodensub which awarded by the fact that the ratio of the sum of the cross-sectional areas of Gasreaktanten- flow channels formed by the separator and the grooves of the porous carbonaceous electrode substrate on the fuel electrode side to the sum of the cross sectional areas of the Gasreaktanten- flow channels formed by the separator and the grooves of the porous carbonaceous electrode substrate on the air electrode side, 1: 3 to 2: 3.

Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines zusammengesetzten Substrats für Brennstoffzellen mit den Stufen: According to a second aspect, the invention relates to a method for producing a composite substrate for fuel cell comprising the steps of:

  • (1) Ankleben einer flexiblen Kohlefolie auf je eine Fläche von zwei porösen, kohlenstoffhaltigen Elektrodensubstraten, die in flachplattiger Form ohne Auskehlungen und mit vorgegebener Abmessung vorliegen, unter Anwen dung eines Klebstoffs, (1) adhering a flexible carbon film depending on an area of two porous, carbonaceous electrode substrates, which are present in the form flachplattiger without grooves and having a predetermined dimension, under appli cation of an adhesive,
  • (2) Zurechtschneiden jeder beklebten (adhering) Fläche der Elektrodensubstrate zur Ausbildung von Auskehlungen, die Strömungskanäle für den Gasreaktanten bilden, derart, daß das Verhältnis der Summe der Querschnitts flächen der Strömungskanäle des Gasreaktanten auf der Brennstoffelektrodenseite zu der Summe der Quer schnittsfläche der Strömungskanäle des Gasreaktanten auf der Luftelektrodenseite 1 : 3 bis 2 : 3 ist, (2) trimming any adherend (Adhering) area of the electrode substrates for the formation of grooves, the flow channels for the gas reactants form, such that the ratio of the sum of the cross sectional areas of the flow channels of the gas reactants on the fuel electrode side to the sum of the cross sectional area of the flow channels of the gas reactants on the air electrode side of 1: 3 to 2: 3,
  • (3) Ankleben der Oberflächen der flexiblen Kohlefolie, die auf den so zurechtgeschnittenen Oberflächen der Elektrodensubstrate verbleiben, an die gegenüberliegenden Oberflächen des Separators derart, daß die Auskehlungen in dem einen Elektrodensubstrat senkrecht zu denen in dem anderen Elektrodensubstrat sind, (3) adhering to the surfaces of the flexible carbon film that remain on the thus trimmed surfaces of the electrode substrates on the opposite surfaces of the separator so that the grooves in which an electrode substrate which are perpendicular in the other electrode substrate
  • (4) Calcinieren der so aneinandergeklebten Materialien bei einer Temperatur nicht unter etwa 800°C in einer inerten Atmosphäre und/oder verringertem Druck, und (4) calcining the so-spliced materials at a temperature not below about 800 ° C in an inert atmosphere and / or reduced pressure, and
  • (5) Verbinden von Abschlußteilen aus einem gasundurch lässigen kompakten Kohlematerial mit den überstehenden Randteilen des Separators, der über beide Ränder des Elektrodensubstrats reicht, die parallel zu den Strömungs kanälen des Gasreaktanten sind, mittels einer Folie aus Fluorkohlenstoffharz. (5) Connecting seal members from a gasundurch permeable compact carbon material with the protruding edge portions of the separator which extends over both edges of the electrode substrate which are parallel to the flow channels of the gas reactants, using a film of fluorocarbon resin.

Gemäß einem dritten Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines zusammengesetzten Substrats für Brennstoffzellen mit den Stufen: According to a third aspect, the invention relates to a method for producing a composite substrate for fuel cell comprising the steps of:

  • (1) Aufbringen einer Dispersion eines Tetrafluorethylen harzes auf die gegenüberliegenden Oberflächen eines Separators, (1) applying a dispersion of a tetrafluoroethylene resin on the opposite surfaces of a separator,
  • (2) Verbindungen jeder ausgekehlten Fläche der beiden porösen, kohlenstoffhaltigen Elektrodensubstrate in vorgegebener Position mit den gegenüberliegenden Oberflächen des mit der Dispersion versehenen Separators durch Schmelz kleben derart, daß die Auskehlungen in dem einen Elek trodensubstrat senkrecht zu denen in dem anderen Elektro densubstrat sind, wobei die Elektrodensubstrate jeweils auf einer Seite eine Vielzahl von Strömungskanäle für den Gasreaktanten bildenden Auskehlungen aufweisen und auf der anderen Seite derselben eine flache Ober fläche ist, und wobei die Größe der Auskehlungen ein Verhältnis der Summe der Querschnittsflächen der Strö mungskanäle des Gasreaktanten auf der Brennstoffelektro denseite zu der Summe der Querschnittsfläche der Strömungskanäle des Gasreaktanten auf der Luftelek trodenseite von 1 : 3 bis 2 : 3 ergibt, und (2) compounds each grooved surface of the two porous carbonaceous electrode substrates in a predetermined position with the opposing surfaces of the bearing the dispersion separator by fusion bonding so that the grooves in the trodensubstrat a Elek perpendicular to those in the other electromagnets are densubstrat, wherein the electrode substrates on each side have a plurality of flow channels forming the gas reactants grooves and on the other side thereof is a flat upper surface, and wherein the size of the grooves, a ratio of the sum of the cross sectional areas of the Strö flow channels of the gas reactants on the fuel electric to denseite the sum of the cross sectional area of the flow channels of the gas reactants on the Luftelek trodenseite of 1: 3 to 2: 3 above, and
  • (3) Verbinden von Abschlußteilen aus einem gasundurchlässigen kompakten Kohlenstoffmaterial mit den überstehenden Randteilen des Separators, die über die beiden Ränder des Elektrodensubstrats reichen, die parallel zu den Strömungskanälen des Gasreaktanten darin sind, über eine Folie aus Fluorkohlenstoffharz. (3) bonding of seal members of a gas impermeable compact carbon material with the protruding edge portions of the separator, which extend over the two edges of the electrode substrate which are parallel to the flow channels of the gas reactants therein, a film of fluorocarbon resin.

Das zusammengesetzte Substrat der Erfindung ist in den beigefügten Zeichnungen als Schrägansicht in den Fig. 1 bis 3, gezeigt. The composite substrate of the invention is shown in the accompanying drawings as an oblique view in Figs. 1 to 3.

Im einzelnen betrifft die Erfindung ein zusammengesetztes Substrat für Brennstoffzellen vom bipolaren Typ. More specifically, the invention relates to a composite substrate for fuel cell of the bipolar type. Das Sub strat umfaßt einen Separator, zwei poröse, kohlenstoffhaltige Elektrodensubstrate, welche eine Brennstoff(Wasser stoff)elektrode und eine Luftelektrode bilden, wobei der Separator zwischen beiden eingefügt ist, und Abschlußteile. The sub strate comprises a separator, two porous carbonaceous electrode substrates containing a fuel (water fuel) electrode, forming an air electrode, wherein the separator is inserted between the two, and final parts. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Herstellen des zusammengesetzten Substrats für Brennstoffzellen. The invention also relates to a method for preparing the composite substrate for fuel cells.

Wie beschrieben ist das stöchiometrische Volumenverhältnis von Brennstoff (Wasserstoff) zu Sauerstoff in einer Brenn stoffzelle vom Phosphorsäuretyp 2 : 1. Beim Betrieb einer Brennstoffzelle liegt (da Sauerstoff durch Luft zugefügt wird) der Sauerstoffgehalt in dem zugeführten Gas bei etwa 20%, während der Gaslieferant für Wasserstoff (wie oben erwähnt) reformiertes LNG, LPG etc. mit Gehalt an CO₂, Wasserdampf etc. ist, dessen Wasserstoffgehalt etwa 65 bis etwa 80 Vol.-% ausmacht. As described, the stoichiometric ratio by volume of fuel (hydrogen) to oxygen in a combustion fuel cell phosphoric acid type 2: 1 is the operation of a fuel cell (because oxygen is added by air), the oxygen content in the feed gas at about 20%, while the gas supplier hydrogen (as mentioned above) reformed LNG, LPG etc. with content of CO₂, water vapor, etc., the hydrogen content of about 65 to about 80 vol .-% accounts.

Wenn man andererseits die Nutzungsrate berücksichtigt, nämlich das Verhältnis der Menge an verbrachtem Gasreaktanten zu der an zugeführtem Gasreaktanten, ist diese Nut zungsrate limitiert, da die Klemmspannung der Zelle zu sinken beginnt, wenn die Nutzungsrate einen bestimmten Wert überschreitet. On the other hand taking into account the utilization rate, namely the ratio of the amount of gas reactants to the verbrachtem of supplied gas reactants, this groove is limited tion rate, since the terminal voltage of the cell starts to decrease, when the usage rate exceeds a certain value. In praxi ist es notwendig, daß die Nutzungsrate von Wasserstoff nicht mehr als 75% und die Verbrauchsrate von Sauerstoff nicht mehr als 50% beträgt. In practice, it is necessary that the utilization rate of hydrogen is not more than 50% is not more than 75% and the consumption rate of oxygen.

Vorausgesetzt, daß die beiden Gasreaktanten unter gleichem Druck verwendet werden, errechnet sich das Verhältnis der Summe der Querschnittsflächen der Strömungskanäle des Gasreaktanten auf der Brennstoffelektrodenseite zu der Summe der Querschnittsflächen der Strömungskanäle des Gasreaktanten auf der Luftelektrodenseite zu etwa 0,325 : 1 bis 0,41 : 1. Wenn man berücksichtigt, daß der Wasser stoffgehalt je nach wasserstofflieferndem Gas etwas geringer sein kann, kann das oben erwähnte Verhältnis der Summe von etwa 1 : 3 bis etwa 2 : 3 mit den tatsächlichen Bedingungen der zugeführten Gase in Übereinstimmung sein. 1 to 0.41: provided that the two gas reactants are used under the same pressure, the ratio of the sum of the cross sectional areas of the flow channels of the gas reactants on the fuel electrode side to the sum of the cross sectional areas of the flow channels of the gas reactants on the air electrode side to about 0.325 calculated 1 . 3 to about 2: If one considers that may be somewhat less, the hydrogen content depending on wasserstofflieferndem gas, the above-mentioned ratio of the sum of about 1 may be 3 to the actual conditions of the gases supplied in line.

Darüber hinaus kann man, wenn man das Elektrodensubstrat mit dem Separator dadurch verbindet, daß man die beiden Materialien mittels eines carbonisierbaren Klebstoffs aneinanderklebt und die so aneinandergeklebten Materialien zu einem Körper calciniert, oder beide Materialien mit einer Dispersion eines Tetrafluorethylenharzes aneinanderklebt, ausreichende elektrische Eigenschaften und Widerstandsfähig keit gegenüber Phosphorsäure in dem Produkt erhalten; Moreover, one can, when the electrode substrate with the separator, thereby connecting that one together adheres the two materials by means of a carbonizable adhesive and calcining the so spliced materials into one body, or to each other glued both materials with a dispersion of a tetrafluoroethylene resin, sufficient electrical properties and resistant get speed compared to phosphoric acid in the product; und wenn die Abschlußteile aus kompakten Kohlematerial mit dem Separator über eine Fluorkohlenstoffharzfolie verbunden werden, kann man in dem Produkt eine ausreichende Verhinderung von Gasverlust, Widerstandsfähigkeit gegenüber Phosphorsäure und gesamtmechanische Festigkeit erreichen. and when the final parts are connected from compact carbon material with the separator via a fluorocarbon resin film, one can achieve a sufficient prevention of gas loss, resistance to acid and total mechanical strength in the product.

Die Erfindung schafft ein zusammengesetztes Substrat für Brennstoffzellen, enthaltend The invention provides a composite substrate for fuel cells, containing

  • (1) einen Separator, (1) a separator,
  • (2) zwei poröse, kohlenstoffhaltige Elektrodensubstrate, die jeweils auf einer Seite derselben mit zahlreichen Auskehlungen ausgestattet sind, welche Strömungskanäle für die Gasreaktanten bilden, und an der anderen Seite eine flache Oberfläche besitzen und die mit den gegenüber liegenden Oberflächen des Separators derart verbunden sind, daß die Strömungskanäle des Gasreaktanten in dem einen Elektrodensubstrat senkrecht zu denen in dem anderen Elektrodensubstrat sind und daß der Separator über beide Ränder des Elektrodensubstrats reicht, die zu den Strömungskanälen des Gasreaktanten in dem Elektrodensubstrat parallel sind, und (2) two porous carbonaceous electrode substrates which on a side thereof are each equipped with a number of grooves which form flow channels for the gas reactants, and on the other side have a flat surface and which are connected to the opposite surfaces of the separator in such a way that the flow channels of the gas reactants in which an electrode substrate which are perpendicular in the other electrode substrate, and in that the separator extends beyond both edges of the electrode substrate which are parallel to the flow channels of the gas reactants in the electrode substrate, and
  • (3) Abschlußteile oder Randdichtungen, die über eine Schicht aus Fluorkohlenstoffharz mit den überstehenden Randteilen des Separators verbunden sind, welche über beide Ränder des Elektrodensubstrats reichen, wobei das Verhältnis der Summe der Querschnittsflächen der Strö mungskanäle für den Gasreaktanten, die durch den Separator und die Auskehlungen des porösen, kohlenstoff haltigen Elektrodensubstrats auf der Brennstoffelektro denseite gebildet sind, zu der Summe der Querschnitts flächen der Strömungskanäle für den Gasreaktanten, die durch den Separator und die Auskehlungen des porösen, kohlenstoffhaltigen Elektrodensubstrats auf der Luftelektrodenseite gebildet sind, 1 : 3 bis 2 : 3 beträgt. (3) termination parts or edge seals which are connected by a layer of fluorocarbon resin with the protruding edge portions of the separator, which extend over both edges of the electrode substrate, wherein the ratio of the sum of the cross sectional areas of the Strö flow channels for the gas reactants, the passing through the separator, and flutes of the porous, carbon-containing electrode substrate are formed on the fuel electric denseite to the sum of the cross-section areas of the flow channels for the gas reactants which are formed through the separator and the grooves of the porous carbonaceous electrode substrate on the air electrode side, 1: 3 to 2: 3. Darüber hinaus gibt die in der Erfindung genannte Querschnittsfläche der Strömungskanäle des Gasreaktanten die Querschnittsfläche des Strömungskanals des Gasreaktanten an, die senkrecht zur Strömungsrich tung des Gasreaktanten ist. In addition, the invention referred to in the cross-sectional area of the flow channels of the gas reactants shows the cross-sectional area of the flow channel of the gas reactants which is perpendicular to the flow direction of the gas reactants Rich.

In dem zusammengesetzten Substrat für Brennstoffzellen gemäß Erfindung können die porösen, kohlenstoffhaltigen Elektrodensubstrate und der Separator miteinander nach Verkleben mittels eines carbonisierbaren Klebstoffs durch Calcinieren zu einem Körper verbunden werden oder durch Anwendung einer Dispersion eines Tetrafluorethylenharzes miteinander verbunden sein. In the composite substrate for fuel cells according to the invention, the porous carbonaceous electrode substrates and the separator can be connected to each other by means of a carbonizable bonding adhesive by calcining into one body or may be connected to each other by application of a dispersion of a tetrafluoroethylene resin. Wenn die Verbindung durch Calcinieren zu einem Körper erfolgt, ist es erwünscht, zwischen die Materialien eine flexible Kohleschicht einzufügen, die als Pufferfolie wirkt und die thermische Ausdehnung und Schrumpfung der Materialien während des Calcinierens absorbiert. If the connection is made by calcining into one body, it is desirable to insert a flexible carbon layer between the materials, which acts as a buffer film and the thermal expansion and shrinkage of the materials during the calcining absorbed.

Die Erfindung schafft daher auch ein Verfahren zum Herstellen des erwähnten zusammengesetzten Substrats für Brennstoff zellen, das die Stufen umfaßt: The invention therefore also provides a method of manufacturing the aforementioned composite substrate for fuel cells, comprising the steps of:

  • (1) Ankleben einer flexiblen Kohlefolie mittels eines Klebstoffs auf je eine Oberfläche der beiden porösen, kohlenstoffhaltigen Elektrodensubstrate, die eine flache Plattform ohne Auskehlungen und mit vorgegebener Abmessung aufweisen, (1) adhering a flexible carbon film by means of an adhesive to a surface of each of the two porous carbonaceous electrode substrates, which have a flat platform without grooves and having a predetermined dimension,
  • (2) Zurechtschneiden jeder der beklebten bzw. klebenden Flächen der Elektrodensubstrate zur Ausbildung von Auskehlungen, welche Strömungskanäle für den Gasreaktanten darin bilden derart, daß das Verhältnis der Summe der Querschnittsflächen der Gasreaktantenströmungskanäle auf der Brennstoffelektrodenseite zu der Summe der Querschnittsflächen der Gasreaktantenströmungskanäle auf der Luftelektrodenseite 1 : 3 bis 2 : 3 ist, (2) trimming of each of the adherend or adhesive surfaces of the electrode substrates for the formation of grooves, which flow channels for the gas reactants therein form such that the ratio of the sum of the cross sectional areas of the Gasreaktantenströmungskanäle on the fuel electrode side to the sum of the cross sectional areas of the Gasreaktantenströmungskanäle on the air electrode side 1 : 3 to 2: 3,
  • (3) Ankleben der Oberflächen der flexiblen Kohlefolie, die auf den so zurechtgeschnittenen Oberflächen der Elektrodensubstrate verbleiben, an die gegenüberliegenden Oberflächen des Separators derart, daß die Auskeh lungen in dem einen Elektrodensubstrat senkrecht zu denen in dem anderen Elektrodensubstrat sind, (3) adhering to the surfaces of the flexible carbon film that remain on the thus trimmed surfaces of the electrode substrates such that the Auskeh lungs in which a substrate on which electrodes are connected to the opposite surfaces of the separator perpendicular to the other electrode substrate,
  • (4) Calcinieren der so zusammengeklebten Materialien bei einer Temperatur nicht unter etwa 800°C in einer inerten Atmosphäre und/oder unter verringertem Druck, und (4) calcining the so glued-together materials at a temperature not below about 800 ° C in an inert atmosphere and / or under reduced pressure, and
  • (5) Verbinden von Abschlußteilen aus einem gasundurchlässigen kompakten Kohlematerial mit den überstehenden Randteilen des Separators, der über die beiden Ränder des Elektrodensubstrats reicht, die parallel zu den Strömungskanälen des Gasreaktanten darin sind, mittels einer Fluorkohlenstoffharzfolie. (5) Connecting seal members of a gas impermeable compact carbon material with the protruding edge portions of the separator which extends over the two edges of the electrode substrate which are in parallel to the flow channels of the gas reactants. By means of a fluorocarbon resin film

Ferner schafft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen des erwähnten zusammengesetzten Substrats für Brennstoff zellen mit den Stufen: Further, the invention provides a method for manufacturing the aforementioned composite substrate for fuel cell comprising the steps of:

  • (1) Aufbringen einer Dispersion eines Tetrafluorethylenharzes auf die gegenüberliegenden Oberflächen eines Separators, (1) applying a dispersion of a tetrafluoroethylene resin on the opposite surfaces of a separator,
  • (2) Verbinden jeder der ausgekehlten Flächen der beiden porösen, kohlenstoffhaltigen Elektrodensubstrate in vorgegebener Position mit den gegenüberliegenden Ober flächen des mit der Dispersion versehenen Separators derart, daß die Auskehlungen in dem einen Elektroden substrat senkrecht zu denen in dem anderen Elektroden substrat sind, wobei die Elektrodensubstrate jeweils mit zahlreichen, Strömungskanälen des Gasreaktanten an einer Seite derselben bildenden Auskehlung ausge stattet sind und mit einer flachen Oberfläche auf der anderen Seite derselben, wobei die Größe der Auskeh lungen ein Verhältnis der Summe der Querschnittsflächen der Strömungskanäle des Gasreaktanten auf der Brennstoff elektrodenseite zu der Summe der Querschnittsflächen der Strömungskanäle des Gasreaktanten auf der Luftelek trodenseite von 1 : 3 bis 2 : 3 ergibt, und (2) connecting each of the grooved faces of the two porous carbonaceous electrode substrates in a predetermined position with the opposing upper surfaces of the bearing the dispersion separator such that the grooves in the one electrode substrate perpendicular to those in the other electrode is the substrate, wherein the electrode substrates each having numerous flow channels of the gas reactants are fitted out on one side thereof forming groove, and having a flat surface on the other side thereof, the size of the Auskeh lungs a ratio of the sum of the cross sectional areas of the flow channels of the gas reactants on the fuel electrode side to the sum of the cross sectional areas of the flow channels of the gas reactants on the Luftelek trodenseite of 1: 3 to 2: 3 above, and
  • (3) Verbinden von Abschlußteilen aus einem gasundurchlässigen kompakten Kohlematerial mit den überstehenden Randteilen des Separators, die über die beiden Ränder des Elektroden substrats reichen, die parallel zu den Strömungskanälen des Gasreaktanten darin sind, über eine Folie aus Fluorkohlenwasserstoffharz. (3) bonding of seal members of a gas impermeable compact carbon material with the protruding edge portions of the separator, the rich substrate over the two edges of the electrodes, which are parallel to the flow channels of the gas reactants therein, a film of fluorocarbon resin.

Im folgenden wird das zusammengesetzte Substrat der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. In the following, the composite substrate of the invention is described with reference to the accompanying drawings.

Fig. 1 ist die Schrägansicht des zusammengesetzten Substrats der Erfindung, bei dem zwei poröse, kohlenstoffhaltige Elektrodensubstrate und ein Separator miteinander mittels einer Dispersion eines Tetrafluorethylenharzes verbunden sind. Fig. 1 is an oblique view of the composite substrate of the invention, in which two porous carbonaceous electrode substrate and a separator are connected to each other by means of a dispersion of a tetrafluoroethylene resin.

Das zusammengesetzte Substrat der Fig. 1 gemäß Erfindung besitzt eine Struktur bestehend aus einem Separator 1 , zwei Elektrodensubstraten, dh dem Elektrodensubstrat für die Brennstoffelektrode 2 und dem Elektrodensubstrat für die Luftelektrode 2 ′, die jeweils Auskehlungen aufweisen, welche Strömungskanäle 5 und 6 des Gasreaktanten zusammen mit dem erwähnten Separator bilden und die an den gegenüber liegenden Oberflächen des Separators angeordnet sind, und Abschlußteilen 3 und 3 ′, welche beide Ränder der Elektrodensubstrate 2 und 2 ′ abdichten, die parallel zur Richtung der Strömungskanäle 5 und 6 des Gasreaktanten sind. The composite substrate of FIG. 1 according to the invention has a structure consisting of a separator 1, two electrode substrates, that is the electrode substrate for the fuel electrode 2 and the electrode substrate for the air electrode 2 ', each having grooves, which flow channels 5 and 6 of the gas reactants together form with said separator and that are arranged on the opposite surfaces of the separator, and seal members 3 and 3 ', both of which edges of the electrode substrates 2 and 2' to seal that are parallel to the direction of the flow channels 5 and 6 of the gas reactants.

Der Umfang des Separators 1 ist größer als der der Elektroden substrate 2 und 2 ′, und wie in Fig. 1 gezeigt ist, ragt der Separator 1 über die beiden Ränder des Elektrodensubstrats, die zu den Strömungskanälen 5 und 6 des Gasreaktanten in dem Elektrodensubstrat parallel sind, während die Ab schlußteile 3 und 3 ′ mit den erwähnten überstehenden Rand teilen des Separators 1 verbunden sind (der Außenrand der überstehenden Randteile des erwähnten Separators deckt sich mit dem Außenrand der Abschlußteile). The scope of the separator 1 is greater than that of the electrode substrates 2 and 2 ', and as shown in Fig. 1, projecting the separator 1 via the two edges of the electrode substrate which is parallel to the flow channels 5 and 6 of the gas reactants in the electrode substrate are, during the down-circuit parts 3 and 3 'with the aforementioned projecting edge parts of the separator 1 are connected (the outer edge of the projecting edge portions of said separator coincide with the outer edge of the sealing members).

Die überstehenden Randteile des Separators, die über beide Ränder des Elektrodensubstrats ragen und die Abschluß teile 3 und 3 ′ sind miteinander jeweils über Fluorkohlenstoff harze 4 und 4 ′ verbunden. The protruding edge portions of the separator which protrude over both edges of the electrode substrate and the seal members 3 and 3 'are connected in each case via fluorocarbon resins 4 and 4', respectively.

In dem in Fig. 1 dargestellten zusammengesetzten Substrat sind der Separator 1 und die Elektrodensubstrate 2 und 2 ′ miteinander mittels einer Dispersion eines Tetrafluorethylen harzes verbunden, wobei die Strömungskanäle 5 und 6 des Gasreaktanten durch die Auskehlungen der Elektrodensubstrate 2 und 2 ′ und den Separator vorgegeben sind. In the composite substrate shown in Fig. 1, the separator 1 and the electrode substrates 2 and 2 'connected to each other by means of a dispersion of a tetrafluoroethylene resin, wherein the flow channels 5 and 6 of the gas reactants through the grooves of the electrode substrates 2 and 2' set and the separator are.

Ferner zeigt Fig. 2 das zusammengesetzte Substrat, das durch Verbinden des Separators 1 und der Elektrodensubstrate 2 und 2 ′ miteinander gebildet ist, wobei zwischen den Separator und jedes der Elektrodensubstrate 2 und 2 ′ jeweils flexible Kohlefolien 7 und 7 ′ eingefügt sind. Further, Fig. 2 shows the composite substrate by joining the separator 1 and the electrode substrates 2 and 2 'is formed with one another, wherein between the separator and each of the electrode substrates 2 and 2' are each flexible carbon films 7 and 7 'is inserted.

In dem zusammengesetzten Substrat der Erfindung gemäß den Fig. 1 und 2 ist das Verhältnis der Summe der Quer schnittsflächen der Strömungskanäle 5 des Gasreaktanten auf der Brennstoffelektrodenseite zu der Summe der Querschnitts flächen der Strömungskanäle 6 des Gasreaktanten auf der Luftelektrodenseite 1 : 3 bis 2 : 3. Die Form des Querschnitts der Strömungskanäle für den Gasreaktanten, welche dem erwähnten Verhältnis der Querschnittsflächen entspricht, kann beliebig gestaltet werden. . In the composite substrate of the invention according to Figures 1 and 2 is the ratio of the sum of the cross sectional areas of the flow channels 5 of the gas reactants on the fuel electrode side to the sum of cross section areas of the flow channels 6 of the gas reactants on the air electrode side of 1: 3 to 2: 3 . The shape of the cross section of the flow channels for the gas reactants which corresponds to the above-mentioned ratio of cross sectional areas can be designed as desired. Jedoch ist es angesichts der Wirkung einer möglichst geringen Dicke des Elektroden substrats als solchem und der Verbesserung der Leistung und mechanischen Festigkeit der Zelle selbst erwünscht, die Strömungskanäle des Gasreaktanten im allgemeinen rechteckig auszubilden, wobei die Querschnittsflächen der Strömungskanäle der Gasreaktanten auf beiden Elektrodenseiten dadurch verschieden sind, daß die Strömungskanäle des Gasreaktanten auf der Brennstoffelektrodenseite und auf der Luftelektrodenseite mit gleichen Breiten, jedoch mit verschiedenen Höhen ausgebildet sind (dh die Tiefe der Auskehlungen der Elektrodensubstrate ist auf der Brennstoffelektrodenseite verschieden von der auf der Luftelektrodenseite). However, it is the substrate as such and desirable to improve the performance and mechanical strength of the cell itself to form the flow channels of the gas reactants generally rectangular in view of the effect of a smallest possible thickness of the electrodes, the cross-sectional areas of the flow channels of the gas reactants are different on both electrode sides characterized in that the flow channels of the gas reactants on the fuel electrode side and on the air electrode side having equal widths, however, are formed with different heights (ie the depth of the grooves of the electrode substrates is provided on the fuel electrode side different from that on the air electrode side).

Die Form des Querschnitts der Strömungskanäle der Gasreaktanten, die in Fig. 1 und 2 gezeigt ist, ist rechteckig; . The shape of the cross section of the flow channels of the gas reactants shown in Figures 1 and 2 is rectangular; die Strömungskanäle verlaufen parallel mit den Abschlußteilen bzw. Randdichtungen und linear von einem der offenen Enden zu dem anderen. the flow channels are parallel with the seal members or edge seals and linearly from one of the open ends to the other. Sofern jedoch der Strömungskanal eine ausreichende Zuführung des Gasreaktanten gewährleistet, welcher in die porösen und kohlenstoffhaltigen Elektrodensubstrate diffundiert, kann der Querschnitt der Strömungskanäle des Gasreaktanten jede beliebige Form annehmen. However, if the flow channel has a sufficient supply of the gas reactants ensures that diffuses into the porous and carbon-containing electrode substrates, the cross-section of the flow channels of the gas reactants may take any form. Wenn beispielsweise der Querschnitt der Rippen, welche die Auskehlungen des Elektrodensubstrats bilden, eine trapezoide oder nicht lineare Form annimmt, ist es möglich, auf die Verteilung der Druckspannung der Elektrodensubstrate Einfluß zu nehmen, was besonders vorteilhaft während der Herstellung des zusammengesetzten Substrats ist. For example, if the cross-section of the ribs which form the recesses of the electrode substrate, assuming a trapezoidal or non-linear shape, it is possible on the distribution of the compressive stress of the electrode substrates to influence, which is particularly advantageous during fabrication of the composite substrate. Außerdem ist es auch möglich, die Strömungskanäle des Gasreaktanten innerhalb des Elektrodensubstrats miteinander zu verbinden; Moreover, it is also possible to connect the flow channels of the gas reactants inside the electrode substrate to each other; die vorstehenden Teile, deren Kopfflächen Verbindungsflächen mit dem Separator werden und wahlweise die Form von Kreis, Ellipse, Rechteck etc. aufweisen, können an der Verbindungsfläche des Elektrodensubstrats angeordnet werden, um mit den Separator reihenförmig, verwinkelt oder in beliebigen anderen Positionen verbunden zu werden. the protruding parts, the head faces are joining faces with the separator and optionally in the form of circle, ellipse, rectangle, etc., can be disposed on the connecting surface of the electrode substrate to be connected in any other positions around in rows with the separator, angled or. Natürlich kann jede Kombination der erwähnten Formen und Anordnungen möglich sein. Of course, any combination of the above forms and arrangements may be possible.

Das Elektrodensubstrat der Erfindung ist porös und kohlenstoffhaltig. The electrode substrate of the invention is porous and carbonaceous. Vorteilhafterweise besitzt es die folgenden Eigenschaften: Eine mittlere Dichte bzw. Schüttdichte von 0,3 bis 0,9 g/ml, eine Gaspermeabilität nicht unter 200 ml/cm². Advantageously, it has the following properties: an average density or bulk density of 0.3 to 0.9 g / ml, a gas permeability of not less than 200 ml cm² /. Std. · mmAq und einen spezifischen elektrischen Widerstand von nicht über 200 mΩ · cm nach dem Calcinieren bei einer Temperatur nicht unter 800°C in einer inerten Atmosphäre und/oder unter verringertem Druck. H. MmAq · and a specific electrical resistance of not more than 200 milliohms-cm after calcination at a temperature not lower than 800 ° C in an inert atmosphere and / or under reduced pressure.

Der gemäß Erfindung angewandte Separator hat zweckmäßig folgende Eigenschaften: Eine mittlere Dichte bzw. Schüttdichte nicht unter 1,4 g/ml, eine Gaspermeabilität nicht über 10 -6 ml/cm² · Std. · mmAq, einen spezifischen elektrischen Widerstand nicht über 10 mΩ · cm und eine Dicke nicht über 2 mm. The separator used according to the invention suitably has the following properties:. A medium density or bulk density of not less than 1.4 g / ml, a gas permeability of not more than 10 -6 ml / cm² · hr · mmAq, an electrical resistivity not more than 10 milliohms · cm and a thickness not greater than 2 mm.

Die gemäß Erfindung angewandten Abschlußteile haben zweckmäßig folgende Eigenschaften: Eine mittlere Dichte bzw. Schüttdichte nicht unter 1,4 g/ml und eine Gaspermeabilität nicht über 10 -4 ml/cm² · Std. · mmAq. The applied sealing members according to the invention advantageously have the following properties: an average density or bulk density of not less than 1.4 g / ml and a gas permeability of not more than 10 -4 ml / cm² · hr · mmAq..

Obwohl die beiden zu den Strömungskanälen des Gasreaktanten parallelen Ränder des Elektrodensubstrats durch Verbinden der Abschlußteile aus kompakten Kohlematerial mit dem Separator über eine Fluorkohlenstoffharzfolie abgedichtet sind, hängt wie oben beschrieben in dem zusammengesetzten Substrat für Brennstoffzellen gemäß Erfindung die Menge des nach außen durch die Abschlußteile einschließlich Verbindungsteil abgehenden Gases hauptsächlich von der Diffusion ab und wird nicht so sehr durch den Druck beein flußt; Although the two parallel to the flow channels of the gas reactants edges of the electrode substrate are sealed by bonding the sealing members of compact carbon material with the separator over a fluorocarbon resin film depends, as described above in the composite substrate for fuel cells according to the invention, the amount of the outwardly through the sealing members including connecting part outgoing gas mainly on the diffusion and is not so much impressed enced by the pressure; doch ist es gemäß Erfindung vorteilhaft, daß die Menge an Gasverlust nicht mehr als 10 -2 ml/cm² · Std. · mmAq beträgt, wobei die Menge an Gasverlust je Zeiteinheit und je Einheit der Länge der Randseite des verbindenden Teils bei einer Druckdifferenz von 500 mmAq dargestellt wird durch [Menge an Gasverlust/Länge der Seite · Druckdiffe renz]. but it is according to invention advantageous that the amount of gas loss is not more than 10 -2 ml / cm² · h. · mmAq, wherein the amount of loss of gas per unit time and per unit of length of the edge side of the connecting part at a pressure difference of 500 mmAq is represented by [amount of gas loss / length of the side · Druckdiffe ence].

Das zum Verbinden der Abschlußteile mit den überstehenden Randteilen des Separators gemäß Erfindung angewandte Fluor kohlenstoffharz ist im allgemeinen ein Fluorkohlenstoffharz mit einem Schmelzpunkt nicht unter 200°C. The conclusion to connect the parts with the protruding edge portions of the separator according to the invention is applied fluorine-carbon resin generally a fluorocarbon resin having a melting point not lower than 200 ° C. Ein solches Harz, das keinerlei besonderen Beschränkungen unterliegt, ist beispielsweise Tetrafluorethylenharz (bezeichnet als PTEE mit einem Schmelzpunkt von 327°C und einer thermischen Verformungstemperatur von 121°C unter 4,6 kgf*/cm² G), copolymeres Harz von Tetrafluorethylen und Hexafluorpropylen (bezeichnet als FEP mit einem Schmelzpunkt von 250 bis 280°C und einer thermischen Verformungstemperatur von 72°C unter 4,6 kgf*/cm² G), fluoriertes Alkoxyethylharz (bezeichnet als PFA mit einem Schmelzpunkt von 300 bis 310°C und einer thermischen Verformungstemperatur von 75°C unter 4,6 kgf*/cm² G) und fluoriertes copolymeres Harz aus Ethylen und Propylen (bezeichnet als TFP mit einem Schmelzpunkt von 290 bis 300°C). Such a resin which is not subject specific limitations tetrafluoroethylene resin is, for example, (referred to as PTEE with a melting point of 327 ° C and a thermal deformation temperature of 121 ° C under 4.6 kgf / cm² G) copolymeric resin of tetrafluoroethylene and hexafluoropropylene ( referred to as FEP having a melting point of 250 to 280 ° C and a thermal deformation temperature of 72 ° C under 4.6 kgf / cm² G), fluorinated Alkoxyethylharz (referred to as PFA with a melting point of 300 to 310 ° C and a thermal deformation temperature of 75 ° C under 4.6 kgf / cm² G) and a fluorinated copolymer resin of ethylene and propylene (referred to as TFP having a melting point 290-300 ° C). Die erwähnten Fluor kohlenstoffharze sind im Handel erhältlich. The mentioned fluorine-carbon resins are commercially available. Von den genannten Fluorkohlenstoffharzen ist Tetrafluorethylharz bevorzugt, man erhält es unter den Handelsnamen TEFLON. Of the above fluorocarbon resins Tetrafluorethylharz is preferred to get it under the trade name TEFLON.

Gemäß Erfindung ist es erwünscht, das oben erwähnte Fluor kohlenstoffharz beispielsweise als Folie einer Dicke von etwa 50 Mikrometer anzuwenden. According to the invention, it is desirable, the above-mentioned fluoro-carbon resin, for example, as a film having a thickness of about 50 microns to apply.

Als Elektrodensubstrat des zusammengesetzten Substrats der Erfindung werden folgende Materialien verwendet: As the electrode substrate of the compound substrate of the invention the following materials are used:

  • (1) Das Material, das durch Preßformen eines Gemisches aus kurzen Kohlefasern, einem Bindemittel und einer organischen granulierten Substanz durch Erhitzen unter Druck erhalten wird (beispielsweise US-PS 45 22 895). (1) The material obtained by compression molding of a mixture of short carbon fibers, a binder and an organic granulated substance by heating under pressure (for example, US Patent 45 22 895).

Besonders vorteilhaft ist das Material, das erhalten wird durch Preßformen eines Gemischs aus 20 bis 60 Gew.-% kurzer Kohlefasern eines Durchmessers von 5 bis 30 µm, einer Länge von 0,05 bis 2 mm und einer linearen Carbonisie rungsschrumpfung beim Calcinieren bei 2000°C von 0,1 bis 3,0%; Particularly advantageous is the material that is obtained by press-molding a mixture of 20 to 60 wt .-% short carbon fibers having a diameter 5 to 30 .mu.m, a length of 0.05 to 2 mm and a linear shrinkage of approximately Carbonisie upon calcination at 2000 ° C of 0.1 to 3.0%; 20 bis 50 Gew.-% eines kohlenstoffhaltigen Bindemittels einer Carbonisierungsausbeute von 30 bis 75 Gew.-% wie Phenolharz, Epoxyharz und Petroleum- und/oder Kohlepech und 20 bis 50 Gew.-% organischer granulierter Substanzen (als Mikroporenregulator und Formmittel) mit einer Carboni sierungsausbeute von höchstens 30 Gew.-%, einem Durchmesser von 30 bis 300 Mikrometer, das bei 100°C nicht verdampft, wir Polyvinylalkohol, Polyethylen, Polypropylen, Polyvinyl chlorid, copolymerem Harz aus Ethylen und Vinylacetat und Zucker oder ein Gemisch derselben unter folgenden Bedingungen: einer Formtemperatur von 100 bis 180°C, einem Verformungsdruck von 2 bis 100 kgf*/cm² G und einer Druckhalte zeit oder Druckretentionszeit von 1 bis 60 Minuten; 20 to 50 wt .-% of a carbonaceous binder a carbonization yield of 30 to 75 wt .-% as phenol resin, epoxy resin, and petroleum and / or coal pitch and from 20 to 50 wt .-% organic granulated substances (as micropores regulator and shape center) with a Carboni sierungsausbeute of at most 30 wt .-%, a diameter of 30 to 300 microns, which does not evaporate at 100 ° C, we polyvinyl alcohol, polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride, copolymer resin of ethylene and vinyl acetate and sugars or a mixture thereof under the following conditions: a mold temperature of 100 to 180 ° C, a molding pressure of 2 to 100 kgf / cm² G and a pressure holding time or pressure retention time of 1 to 60 minutes; und and

  • (2) das Material, das man durch Calcinieren des oben ge nannten Materials (1) bei einer Temperatur nicht unter 800°C in einer inerten Atmosphäre und/oder verrin gertem Druck erhält. (2) the material obtained by calcining the ge above-mentioned material (1) obtained at a temperature not lower than 800 ° C in an inert atmosphere and / or verrin gertem pressure.

Wenn jedoch der Separator und das Elektrodensubstrat mitein ander mittels einer Dispersion von Tetrafluorethylenharz verbunden werden, wird das calcinierte Material, dh das Material von (2) verwendet. However, when the separator and the electrode substrate mitein other are connected by means of a dispersion of tetrafluoroethylene resin, the calcined material, ie, the material of (2).

Als Separator wird gemäß Erfindung vorteilhaft eine kompakte Kohleplatte verwendet, die eine Calcinierungsschrumpfung nicht über 0,2% zeigt, wenn sie bei 2000°C in einer inerten Atmosphäre und/oder unter verringertem Druck calciniert wird. As a separator, a compact carbon plate according to the invention advantageously used which do not exceed 0.2% shows a Calcinierungsschrumpfung when calcined at 2000 ° C in an inert atmosphere and / or under reduced pressure.

Im folgenden werden die verwendeten Materialien zum Herstellen des zusammengesetzten Substrats der Erfindung, das durch Zusammenkleben von Separator und Elektrodensubstraten über eine flexible Kohlefolie, die zwischen die Bindeflächen von Elektrodensubstrat und Separator eingefügt wird, wobei ein Klebemittel verwendet wird und Calcinieren der so zusammengeklebten Materialien zu einem Körper hergestellt ist sowie das Verfahren zum Herstellen des zusammengesetzten Substrats der Erfindung beschrieben. The following are the materials used for the manufacture of the composite substrate of the invention, the one by adhering together of the separator and the electrode substrates via a flexible carbon film, which is interposed between the bonding surfaces of the electrode substrate and the separator, wherein an adhesive is used and calcining the so glued materials body is made, and the described method for preparing the composite substrate of the invention.

Als erfindungsgemäß anwendbare flexible Kohlefolie wird eine flexible Graphitfolie genannt, die durch Komprimieren expandierter Graphitteilchen hergestellt ist, die man durch Säurebehandlung von Graphitkörnern eines Teilchendurch messers nicht über 5 mm und weiteres Erwärmen der säurebe handelten Körner erhält. As according to the invention applicable flexible film has a carbon flexible graphite foil is mentioned, which is produced by compressing expanded graphite particles, which diameter does not get to about 5 mm, and further heating the treated grains säurebe by acid treatment of graphite grains of a Teilchendurch. Vorteilhafterweise besitzt die so hergestellte flexible Graphitfolie eine Dicke nicht über 1 mm und hat eine Dichte bzw. Schüttdichte von 1,0 bis 1,5 g/ml, eine Kompressionsverformungsgeschwindigkeit (di die Geschwindigkeit der Verformung unter einer Kompres sionslast von 1 kgf*/cm²) von nicht mehr als 0,35×10 -2 cm²/ kgf* sowie eine Flexibilität, die bis zu einem Krümmungsradius von 20 mm Bruchfreiheit bzw. Nichtbrechen gewährleistet. Advantageously, the flexible graphite sheet thus prepared had a thickness not greater than 1 mm and has a density or bulk density of 1.0 to 1.5 g / ml, a compression deformation rate (ie, the rate of deformation under a compres sion load of 1 kgf / cm ) of not more than 0.35 × 10 -2 cm / kgf * and a flexibility that guarantees up to a radius of curvature of 20 mm fraction freedom and non-breaking. Von den im Handel befindlichen flexiblen Graphitfolien ist GRAFOIL (hergestellt von UCC) ein geeignetes Beispiel. Of the commercially available flexible graphite foils is GRAFOIL® (manufactured by UCC) is a suitable example.

Außerdem kann als flexible Kohlefolie gemäß Erfindung auch das folgende Material verwendet werden: In addition, as a flexible carbon film according to the invention and the following material may be used:
Ein zusammengesetztes Material, das durch Mischen von Kohlefasern eines Durchmessers von 4 bis 25 µm und einer mittleren Länge nicht unter 1 mm, die man durch thermische Behandlung von Polyacrylnitril, Kunstseide, Phenolharz, isotropischem oder anisotropischem Pech bei einer Temperatur nicht unter 100°C erhält, und einem Bindemittel einer Carbonisierungsausbeute nicht unter 10 Gew.-% wie einem Material der Gruppe aus Phenolharzen, Epoxyharzen, Furanharzen, Pechen von Rohöl oder Kohlen, Polyvinylalkoholen, Polyvinylchloriden, Polyacrylnitrilen, Kunstseiden und Polymeren von Siloxan hergestellt ist; A composite material obtained by mixing carbon fibers of a diameter of 4-25 microns and an average length of not less than 1 mm, which is not obtained by heat treatment of polyacrylonitrile, rayon, phenolic resin, isotropic or anisotropic pitch at a temperature below 100 ° C. , a binder and a carbonization yield is made not less than 10 wt .-% as a material of the group consisting of phenolic resins, epoxy resins, furan resins, pitches of crude oil or coal, polyvinyl alcohols, polyvinyl chlorides, polyacrylonitriles, rayons and polymers of siloxane; oder ein zusammenge setztes Material, das man dadurch erhält, daß man das Bindemittel in eine Matrix aus Kohlefasern gießt, unter Druck durch Erhitzen preßformt und das so preßgeformte zusammengesetzte Material bei einer Temperatur nicht unter 850°C in einer inerten Atmosphäre und/oder verringertem Druck zur Herstellung der flexiblen Kohlefolie calciniert. or together quantitative translated material, obtained by mixing pour the binder in a matrix of carbon fibers, preßformt under pressure through heating and so no compression molded composite material at a temperature below 850 ° C in an inert atmosphere and / or reduced pressure calcined to form the flexible carbon film. In dieser flexiblen Kohlefolie sind von dem Bindemittel stammende Kohleklümpchen in der Matrix der Kohlefasern dispergiert und halten zahlreiche Kohlefasern zusammen, wobei die Kohlefasern durch die Kohleklümpchen gleitbar aneinander gehalten werden. In this flexible carbon film originating Kohleklümpchen are from the binder dispersed in the matrix of carbon fibers and carbon fibers together hold numerous wherein the carbon fibers are held by the Kohleklümpchen slidably together. Eine derartige flexible Kohlefolie besitzt eine Dicke nicht über 1 mm, eine Schüttdichte von 0,2 bis 1,3 g/ml und eine Druckverformungsgeschwindig keit nicht über 2,0×10 -1 cm²/kgf*. Such a flexible carbon film has a thickness not greater than 1 mm, a bulk density of 0.2 to 1.3 g / ml and a Druckverformungsgeschwindig speed not exceeding 2.0 × 10 -1 cm / kgf. Diese flexible Kohle folie besitzt eine Flexibilität, die bis zu einem Krümmungs radius von 10 mm Bruchfreiheit gewährleistet. This flexible carbon film has a flexibility that guarantees up to a radius of curvature of 10 mm fraction freedom.

Als Klebemittel für jede klebende Fläche beim Verbinden der Elektrodensubstrate und des Separators über die flexible Kohlefolie kann jedes überlicherweise zum Kleben von Kohle materialien verwendete Klebemittel angewandt werden, jedoch ist ein wärmehärtbares Harz der Gruppe aus Phenolharzen, Epoxyharzen und Furanharzen speziell bevorzugt. As an adhesive for each adhesive surface when connecting the electrode substrates and the separator via the flexible carbon film of each adhesive customarily used for bonding carbon materials can be used, but a thermosetting resin of the group consisting of phenolic resins, epoxy resins and furan resins is especially preferred.

Obgleich die Dicke des erwähnten Klebemittels nicht eigentlich begrenzt ist, ist es im allgemeinen vorteilhaft, das Klebe mittel gleichmäßig in einer Dicke von nicht mehr als 0,5 mm aufzubringen. Although the thickness of said adhesive agent is not actually limited, it is generally advantageous to uniformly apply the adhesive agent in a thickness of not more than 0.5 mm.

Außerdem kann das Ankleben mittels des oben erwähnten Klebemittels bei einer Temperatur von 100 bis 180°C unter einem Preßdruck von 1 bis 50 kgf*/cm² G während einer Druckzeit spanne in einem Bereich von 1 bis 120 Minuten durchgeführt werden. Besides, the sticking by means of the above-mentioned adhesive agent at a temperature of 100 to 180 ° C, under a pressure of 1 to 50 kgf / cm² G for a printing time period are carried out in a range of 1 to 120 minutes.

Das durch Zusammenkleben der flexiblen Kohlefolie mit den beiden Elektrodensubstraten unter Anwendung des genannten Klebemittels und der genannten Bedingungen zum Verkleben erhaltene zusammengesetzte Material wird wie folgt verarbeitet: The composite material obtained by bonding the flexible film with the two carbon electrode substrates under application of said adhesive and said conditions for bonding is processed as follows:
Man schneidet in die Oberfläche des Elektrodensubstrats, an welches die Kohlefolie geklebt ist, Einkehlungen in gewünschter Größe, welche die Strömungskanäle des Gasreaktanten bilden, so daß das Verhältnis der Summe der Querschnitts flächen der Strömungskanäle des Gasreaktanten auf der Brennstoffelektrodenseite zu der Summe der Querschnitts flächen der Strömungskanäle des Gasreaktanten auf der Luftelektrodenseite 1 : 3 bis 2 : 3 ist. One cuts into the surface of the electrode substrate to which the carbon film is adhered Einkehlungen surfaces in the desired size, which form the flow channels of the gas reactants so that the ratio of the sum of the cross sectional areas of the flow channels of the gas reactants on the fuel electrode side to the sum of the cross-section of the flow passages of the gas reactants on the air electrode side 1: 3 to 2: 3. Dieses Zurechtschneiden kann mittels beliebiger Mittel erfolgen, beispielsweise mit Hilfe eines Diamantmessers. This trimming can be done by any means, for example using a diamond knife.

Die Oberflächen der beiden flexiblen Kohlefolien, die auf den zurechtgeschnittenen Elektrodensubstraten verbleiben, werden wie beim Ankleben der Elektrodensubstrate an die Kohlefolie an die gegenüberliegenden Flächen des Separators geklebt. The surfaces of the two flexible sheets carbon remaining on the electrode substrates are cut to size, glued as in the sticking of the electrode substrates to the carbon film to the opposite surfaces of the separator. Das so kombinierte Material wird bei einer Temperatur nicht unter etwa 800°C in einer inerten Atmosphäre und/oder verringertem Druck calciniert. The thus combined material is not calcined at a temperature below about 800 ° C in an inert atmosphere and / or reduced pressure. Die Carbonisierung der so kombinierten Materialien kann gewährleistet werden, indem man die (gleiche) Calcinierung nach Ankleben der Elektrodensubstrate an die Kohlefolie in der gleichen Weise wie die Calcinierung von dem Schneideschritt durch führt. Carbonization of the thus combined materials can be ensured by the (same) calcination leads to sticking of the electrode substrates to the carbon film in the same manner as the calcination of the cutting step by. Die Calcinierung wird nämlich zweimal durchgeführt. Namely, the calcination is carried out twice.

Anschließend werden die Abschlußteile (Randdichtungen) aus gasundurchlässigem kompakten Kohlematerial durch Schmelz kleben einer Folie aus Fluorkohlenstoffharz (dh über die Folie aus Fluorkohlenstoffharz) mit den überstehenden Randteilen des Separators verbunden, die über beide Ränder des Elektrodensubstrats reichen, die parallel zu den Strömungskanälen des Gasreaktanten darin sind und an die beiden Ränder des oben erwähnten Elektrodensubstrats angrenzen, und zwar bei einer Temperatur nicht unter der Temperatur des Schmelzpunktes des Fluorkohlenstoffharzes von etwa 50°C (of not lower than the temperature of lower than the melting point of the fluocarbon resin by 50°C) bei einem Druck nicht unter 1 kgf*/cm² G, wobei die Fluor kohlenstoffharzfolie vorher zwischen jedes Abschlußteil und jedes überstehende Randteil eingefügt wurde. Subsequently, the termination parts (edge seals) are of gas-impermeable compact carbon material by melt-bonding a film made of fluorocarbon resin is connected (ie, via the film made of fluorocarbon resin) with the protruding edge portions of the separator, which extend over both edges of the electrode substrate which is parallel to the flow channels of the gas reactants and are adjacent to the two edges of the above-mentioned electrode substrate, and at a temperature not lower than the temperature of the melting point of the fluorocarbon resin is from about 50 ° C (of not lower than the temperature of lower than the melting point of the Fluocarbon resin by 50 ° C) was added at a pressure not less than 1 kgf / cm² G, wherein the fluorocarbon resin film previously between each sealing member and each projecting edge portion.

Um die Struktur des angegebenen Elektrodensubstrats gemäß Erfindung zu erhalten, können verschiedene modifizierte Methoden verwendet werden. To obtain the structure of the specified electrode substrate according to the invention, various modified methods can be used. Beispielsweise wird die flexible Kohlefolie mit der oberen Fläche des hervortretenden Teils oder Höckers (protuberance) verbunden, nachdem die Auskeh lungen durch Ausschneiden auf dem Elektrodensubstrat ausge bildet sind. For example, the carbon flexible film is bonded to the upper surface of the protruding portion or protuberance (protuberance) after the Auskeh lungs by cutting out on the electrode substrate are formed. Es ist jedoch am praktischsten, das Zurecht schneiden nach Verbinden der flexiblen Kohlefolie mit dem noch nicht zurechtgeschnittenen Elektrodensubstrat vorzunehmen. However, it is the most practical, the correction cut by connecting the flexible carbon film with the un-trimmed electrode substrate made.

Ferner können unter gewissen Herstellungsumständen die flexiblen Kohlefolien 7 und 7 ′ die gleiche Größe wie das Elektrodensubstrat aufweisen und mit der gesamten Oberfläche des Separators verbunden sein. Under certain circumstances, also be able to manufacture the flexible carbon films 7 and 7 'have the same size as the electrode substrate and be connected to the entire surface of the separator. Eine derartige Ausführungs form liegt im Rahmen der Erfindung. One such execution form is within the scope of the invention. Da jedoch die vorherige Struktur eine Verringerung der Dicke des zusammengesetzten Substrats eher möglich macht als die letztere Struktur (wegen der Dicke der flexiblen Kohlefolie), wobei die gleiche Querschnittsfläche der Strömungskanäle des Gasreak tanten gewährleistet wird, wird im Hinblick auf die Dicke des zusammengesetzten Substrats die erstere Struktur bevorzugt. However, since the previous structure makes a reduction in the thickness of the composite substrate more likely than the latter structure (because of the thickness of the flexible carbon film), the same cross-sectional area of the flow channels of the Gasreak ensures aunts, is in terms of the thickness of the composite substrate, the former structure is preferred.

An nächster Stelle werden die Materialien beschrieben, die zur Herstellung des zusammengesetzten Substrats verwendet werden, wenn Separator und Elektrodensubstrate miteinander durch eine Dispersion eines Tetrafluorethylenharzes verbun den werden, sowie das Verfahren zum Herstellen eines solchen zusammengesetzten Substrats. In the next place, the materials are described, which are used to produce the composite substrate, when the separator and the electrode substrates are verbun each other by a dispersion of a tetrafluoroethylene resin, and the method for producing such a composite substrate.

Als Dispersion eines Tetrafluorethylenharzes wird eine wäßrige Dispersion angewandt, die 10 bis 70 Gew.-%, beispiels weise 60 Gew.-% des erwähnten Tetrafluorethylenharzes enthält. As a dispersion of a tetrafluoroethylene resin, an aqueous dispersion is used, the wt .-%, example of example 60 contains 10 to 70 wt .-% of said tetrafluoroethylene resin. Dieser Dispersion kann man eine geringe Menge oberflächen aktiver Substanz zugeben. This dispersion can be added a small amount of active substance surfaces.

Nach Aufbringen dieser Dispersion eines Tetrafluorethylenharzes auf die gegenüberliegenden Oberflächen des Separators in einer Dicke von 0,01 bis 0,5 mm werden die beiden gerillten bzw. Auskehlungen aufweisenden Elektrodensubstrate, welche vorher zur Ausbildung der Strömungskanäle des Gasreak tanten derart ausgekehlt wurden, daß das Verhältnis der Summe der Querschnittsflächen der Strömungskanäle des Gasreaktanten auf der Brennstoffelektrodenseite zu der Summe der Querschnittsflächen der Strömungskanäle des Gas reaktanten auf der Luftelektrodenseite 1 : 3 bis 2 : 3 ist, mit den gegenüberliegenden Flächen des Separators in Flächen kontakt gebracht und durch Schmelzkleben (Temperatur nicht unter etwa 270°C, Druck nicht unter 1 kgf*/cm² G) verbunden. After applying this dispersion of a tetrafluoroethylene resin on the opposite surfaces of the separator in a thickness of 0.01 to 0.5 mm, the two grooved or grooves having electrode substrates, which are previously such grooved aunts to form the flow channels of the Gasreak that the ratio the sum of the cross sectional areas of the flow channels of the gas reactants on the fuel electrode side to the sum of the cross sectional areas of the flow channels of the gas reactants on the air electrode side of 1: not less than 3, is brought in contact with the opposite surfaces of the separator in surfaces and by melt bonding (temperature: 3-2 about 270 ° C, pressure is not connected under 1 kgf / cm² G).

Obgleich das Tetrafluorethylenharz eine nicht elektrisch leitende Substanz ist, ist die Elektroleitfähigkeit zwischen den porösen, kohlenstoffhaltigen Elektrodensubstrat und dem Separator bei dieser Verbindung ausreichend gewährleistet. Although the tetrafluoroethylene resin is a non-electroconductive substance, the electrical conductivity between the porous carbonaceous electrode substrate and the separator in this connection is sufficiently guaranteed. Der Grund dafür wird darin gesehen, daß die beiden Materialien bei der erwähnten Verklebung unter Druck derart miteinander verbunden werden, daß das auf den Separator aufgebrachte Tetrafluorethylenharz in das poröse und kohlen stoffhaltige Elektrodensubstrat imprägniert wird. The reason for this is seen in the fact that the two materials in the mentioned bonding under pressure can be joined together such that the force applied to the separator tetrafluoroethylene resin is impregnated into the porous and carbon-containing electrode substrate. Dadurch werden die beiden Materialien miteinander mit ausreichen der Festigkeit und gleichzeitig hinreichendem Kontakt verbun den. As a result, the two materials are connected to each other with sufficient strength and at the same time sufficient contact to.

Anschließend werden die Abschlußdichtungen aus gasundurch lässigem kompakten Kohlematerial durch Schmelzkleben einer Fluorkohlenstoffharzfolie (dh via eine Fluorkohlenstoff harzfolie), die über die beiden Ränder des Elektrodensub strats ragen, die zu den Strömungskanälen des Gasreaktanten darin parallel sind und an die beiden Ränder des oben erwähnten Elektrodensubstrats angrenzen, und zwar in der gleichen Weise wie oben erwähnt, wobei die Fluorkohlenstoff harzfolie vorher jeweils zwischen die Abschlußteile und die überstehenden Randteile gelegt wird. Then the conclusion of seals from gasundurch casual compact carbon material by fusion bonding of a fluorocarbon resin film (ie resin film via a fluorocarbon), the strats extend beyond the two edges of the Elektrodensub who are in it parallel to the flow channels of gas reactants and adjacent to the two edges of the above-mentioned electrode substrate , in the same manner as mentioned above, wherein the fluorocarbon resin film previously in each case between the sealing members and the protruding edge parts placed.

Das erwähnte Verbinden der porösen, kohlenstoffhaltigen Elektrodensubstrate mit dem Separator sowie das Verbinden des Separators mit den Abschlußteilen via Fluorkohlenstoff harzfolie kann in gleicher Weise durch Wahl geeigneter Bindebedingungen durchgeführt werden; The mentioned connection of the porous carbonaceous electrode substrates with the separator and bonding the separator to the seal members via fluorocarbon resin film can be carried out in the same manner by selecting suitable binding conditions; ein solches Verfahren ist besonders vorteilhaft, da die Zahl der Stufen durch ein solches Verfahren verringert werden kann. such a process is particularly advantageous since the number of steps can be reduced by such a method.

Das Preßformen des porösen, kohlenstoffhaltigen Elektroden substrats mit den Auskehlungen, welche die Strömungskanäle für den Gasreaktanten bilden, kann nach verschiedenen Verfahren erfolgen. The compression molding of the porous, carbonaceous electrode substrate with the grooves forming the flow channels for the gas reactants, can take place by various methods. Beispielsweise wird nach dem Einfüllen des Rohmaterialgemischs in eine Metallform erwünschter Größe das gefüllte Gemisch preßgeformt, oder es werden nach dem Preßformen des Gemischs der Rohmaterialien in eine Flachplattenform (nach weiterem Calcinieren des geform ten Gemischs) die Einkehlungen in einer Schneidestufe ausgebildet. For example, after filling the raw material mixture into a metal mold of desired size, the filled mixture press-molded, or it may be formed in a cutting step after the press forming of the mixture of raw materials into a flat plate shape (after further calcining the geform th mixture) the Einkehlungen. Vom Standpunkt der Produktivität und Gleichför migkeit des Produkts ist es jedoch erwünscht, das Gemisch aus Rohmaterialien nach Durchkneten derselben zu extru dieren und dann das so extrudierte Gemisch durch Walzen oder Feststampfen zu formen (Preßformen). From the standpoint of productivity and Gleichför mity of the product, however, it is desirable according to the same decode kneading the mixture of raw materials to extruders, and then the thus extruded mixture to form by rolling or tamping (press forming).

Außerdem kann das zusammengesetzte Substrat gemäß Erfindung, wie in Fig. 3 gezeigt, Gasverteiler 8 und 8 ′ aufweisen, welche aus dem gleichen kompakten Kohlematerial wie die Abschlußteile bestehen und derart angeordnet sind, daß sie an die beiden Ränder des Elektrodensubstrats anliegen, die senkrecht zu den Strömungskanälen des Gasreaktanten darin sind. In addition, the composite substrate according to the invention as shown in Fig. 3, gas distributor 8 and 8 ', which are made of the same compact carbon material as the sealing members and are arranged such that they rest against the two edges of the electrode substrate which is perpendicular to the flow channels of gas reactants are in it.

Diese Gasverteiler 8 und 8 ′ besitzen die Auskehlungen, welche zusammen mit dem Separator die Strömungsgänge zur Verteilung des Gasreaktanten bilden, wobei der Gasreaktant von außen durch diese Strömungsgänge 9 und 9 ′ zum Verteilen des Gasreaktanten zu den Strömungskanälen 5 und 6 der Gasreaktanten (in Fig. 3 nicht gezeigt) geliefert wird. This gas distributor 8 and 8 'have the grooves forming the flow channels for distribution of the gas reactants together with the separator, wherein the Gasreaktant from the outside through these flow channels 9 and 9' for distributing the gas reactants to the flow channels 5 and 6 of the gas reactants (in Figure . 3) is supplied not shown. Jedoch ist es nicht erforderlich, daß die Querschnittsform der Strömungsgänge 9 und 9 ′ sich mit der Querschnitts form der Strömungskanäle 5 und 6 des Gasreaktanten deckt. However, it is not necessary that the cross-sectional shape of the flow channels 9 and 9 'with the cross-sectional shape of the flow channels 5 and 6 of the gas reactants covers. Darüber hinaus ist es auch nicht notwendig, daß alle offenen Enden der Strömungskanäle 5 und 6 des Gasreaktanten zu den Strömungsgängen 9 und 9 ′ geöffnet sind, um den Gasreak tanten zu verteilen. Moreover, it is not necessary that all the open ends of the flow channels 5 and 6 are 'open to the flow of gas reactants passages 9 and 9 to aunts to distribute the Gasreak. Die Querschnittsform der Strömungs gänge 9 und 9 ′ zum Verteilen des Gasreaktanten kann derart sein, daß die erforderliche Strömungsmenge des Gasreaktanten gewährleistet ist, wenn der Apparat als zusammengesetztes Substrat für Brennstoffzellen eingesetzt wird. The cross-sectional shape of the flow passages 9 and 9 'for distributing the gas reactants may be such that the required flow rate of gas reactants is ensured when the apparatus is used as a composite substrate for fuel cells.

Was die Querschnittsfläche der Strömungseinlässe oder -gänge 9 und 9 ′ für die Verteilung des Gasreaktanten be trifft, so ist es nicht notwendig, andere Bedingungen als die oben erwähnten vorzusehen; As for the cross-sectional area of the flow inlets or systems 9 and 9 'applies to the distribution of the gas reactants be, so it is not necessary to provide conditions other than those mentioned above; demzufolge ist es ledig lich notwendig, daß das Verhältnis der Summe der Quer schnittsflächen der Strömungskanäle des Gasreaktanten für der Brennstoffelektrodenseite zu der Summe der Quer schnittsflächen der Strömungskanäle der Gasreaktanten auf der Luftelektrodenseite 1 : 3 bis 2 : 3 ist. Accordingly, it is single Lich necessary that the ratio of the sum of the cross sectional areas of the flow channels of the gas reactants for the fuel electrode side to the sum of the cross sectional areas of the flow channels of the gas reactants on the air electrode side 1: 3 to 2: 3.

Darüber hinaus wird in dem zusammengesetzten Substrat von Fig. 3, da Abschlußteil und Gasverteiler, die beide aus dem gleichen Material gebildet sind, sich einander gegenüber (bzw. jeweils jenseits von) dem Separator befinden und der Wärmeausdehnungskoeffizient der oberen Schicht gleich ist dem der unteren Schicht, die thermische Spannung zwischen Separator und Abschlußteil sowie die thermische Spannung zwischen Separator und Gasverteiler die gleiche, Verziehungen und Verdrehungen beim Calcinieren können somit verringert werden. Moreover, in the composite substrate of Fig. 3, since sealing part and gas manifold, both of which are formed of the same material, are located opposite each other (or in each case beyond) the separator and the thermal expansion coefficient of the upper layer is equal to that of the lower layer, the thermal stress between the separator and final part, and the thermal stress between the separator and gas distribution the same, warping and twisting during calcination can thus be reduced. Dies ist insbesondere von Vorteil dann, wenn der Separator und die Elektrodensubstrate zu einem Körper calciniert werden. This is particularly advantageous when the separator and the electrode substrates are calcined into one body. Da Abschlußteil und Gasver teiler in dem Randbereich des dünnen plattenähnlichen zusammengesetzten Substrats angeordnet sind und Fläche an Fläche an die beiden Oberflächen des Separators gebunden sind, wobei sie den Separator halten, besitzt eine derartige Struktur eine verstärkende Wirkung. Since sealing part and are arranged Gasver divider in the edge region of the thin plate-like composite substrate and surface are bonded to the surface on both surfaces of the separator, keeping the separator having such a structure, a reinforcing effect. Im Ergebnis zeigt das zusammengesetzte Substrat der Erfindung hervorragende Handhabungseigenschaften dann, wenn die Brennstoffzelle hergestellt wird. As a result, the composite substrate of the present invention shows excellent handling property when the fuel cell is produced.

Das wie oben erhaltene zusammengesetzte Substrat gemäß Erfindung weist eine Summe der Querschnittsflächen der Strömungskanäle der Gasreaktanten auf den beiden Elektroden seiten auf, die in Übereinstimmung ist mit den Bedingungen der tatsächlich zugeführten Gasreaktanten. The composite substrate obtained as above according to the invention comprises a sum of the cross sectional areas of the flow channels of the gas reactants on the two electrode sides, which is in accordance with the terms of the actually supplied gas reactants. Im Vergleich mit dem Elektrodensubstrat, bei dem die Summen der Quer schittsflächen der Strömungskanäle der Gasreaktanten auf der Brennstoffelektrodenseite und auf der Luftelektroden seite gleich sind, kann daher die Summe der Querschnitts flächen der Strömungskanäle des Gasreaktanten auf der Brennstoffelektrodenseite verringert werden, wobei die gleiche Leistungsfähigkeit beim Betrieb des Apparats als Brennstoffzelle aufrechterhalten wird. As compared with the electrode substrate, in which the sums of the cross schittsflächen the flow channels of the gas reactants on the fuel electrode side and on the air electrode side are equal, therefore, the sum of the cross sectional areas of the flow channels of the gas reactants on the fuel electrode side can be reduced, whereby the same performance when operation of the apparatus is maintained as a fuel cell. Es kann nämlich die Höhe der Strömungskanäle des Gasreaktanten verringert werden. Namely, it can be reduced the height of the flow channels of the gas reactants. Infolgedessen ist es möglich, die Dicke des zusammen gesetzten Substrats selbst zu verringern. Consequently, it is possible to reduce the thickness of the composite substrate itself.

Beispielsweise kann bei dem gewöhnlichen zusammengesetzten Substrat einer Dicke von 3,8 bis 4,0 mm, da die Strömungs kanäle des Gasreaktanten mit einer Höhe von 1,0 bis 1,4 mm ausgebildet sind, die Dicke des Elektrodensubstrats um maximal etwa 0,6 bis 0,9 mm verringert werden, wobei bei dem gesamten Substrat die Dicke um etwa 15 bis 24% verringert werden kann. For example, with the usual composite substrate of a thickness of 3.8 to 4.0 mm, because the flow channels of the gas reactants are formed with a height of 1.0 to 1.4 mm, the thickness of the electrode substrate by a maximum of about 0.6 be reduced to 0.9 mm, wherein in the entire substrate, the thickness can be reduced by about 15 to 24%. Eine derartige Bauweise trägt nicht nur dazu bei, die Brennstoffzelle kompakter zu machen, sondern verringert auch den elektrischen wie den thermischen Widerstand im selben Ausmaß (um etwa 15 bis 24%) wegen der Verringerung der Dicke des zusammengesetzten Substrats. Such a design will not only help to make the fuel cell more compact, but also reduces the electric and thermal resistance to the same extent (about 15 to 24%) due to the reduction in the thickness of the composite substrate. Infolgedessen ist mit dem zusammengesetzten Substrat der Erfindung eine größere Brennstoffeffizienz zu erwarten. As a result you can expect from the composite substrate of the invention, a greater fuel efficiency.

Außerdem verhindert das zusammengesetzte Substrat der Erfindung, da die Abschlußteile mit den überstehenden Randteilen des Separators zu einem Körper via Fluorkohlen stoffharz verbunden sind, wobei sie an die beiden Ränder des Elektrodensubstrats anliegen, in hervorragenderweise den Gasaustritt und es ist nicht notwendig, eine Randabdich tungsbehandlung durchzuführen, die bei gewöhnlichen Brenn stoffzellen erforderlich ist, um das Austreten des Gasreak tanten zu oder an den Seiten der Brennstoffzellen zu verhin dern. Also prevents the composite substrate of the invention, since the seal members are resin connected to the projecting edge parts of the separator to a body via fluoro carbons, wherein they rest against the two edges of the electrode substrate, tung treatment to perform the gas leakage and it is not necessary to provide a Randabdich in excellent legally , the fuel cells at ordinary combustion is required in order aunts the leakage of the Gasreak tries to verhin to or at the sides of the fuel cells.

Ferner sind die Elektrodensubstrate und der Separator via die flexible Kohlenstofffolie zu einem Körper verbunden oder sie sind durch die Dispersion eines Tetrafluorethylen harzes verbunden, und die Abschlußteile und der Separator sind durch das Fluorkohlenstoffharz zu einem Körper verbunden. Further, the electrode substrates and the separator via the flexible carbon film are connected to a body or they are connected by the dispersion of a tetrafluoroethylene resin, and the sealing members and the separator are bonded by the fluorocarbon resin into one body. Demzufolge besitzt das zusammengesetzte Substrat der Erfindung eine hervorragende Widerstandsfähigkeit gegenüber Phosphorsäure und ist insbesondere als zusammen gesetztes Substrat für Brennstoffzellen vom Phosphorsäuretyp brauchbar. Accordingly, the composite substrate of the invention has excellent resistance to phosphoric acid and is particularly useful as a composite substrate for phosphoric acid type fuel cell.

Da die Abschlußteile gleichmäßig an dem Randbereich des dünnplattigen zusammengesetzten Substrats angeordnet und damit verbunden sind, wobei sie den Separator wechselseitig an beiden Seiten halten, kommt es darüber hinaus in dem zusammengesetzten Substrat der Erfindung durch diese Bauweise zu einer verstärkenden Wirkung, was zur Folge hat, daß das zusammengesetzte Substrat bei der Herstellung der Brennstoffzelle hervorragende Handhabungseigenschaften besitzt. Because the sealing members are disposed uniformly on the periphery of the thin-plate composite substrate and connected thereto, keeping the separator alternately on both sides, there is in addition, in the composite substrate of the invention by this design to a reinforcing effect, as a result, that the composite substrate has excellent handling properties during production of the fuel cell.

Das folgende Beispiel soll die Erfindung erläutern. The following example will illustrate the invention.

Beispiel Example

Das zusammengesetzte Substrat für Brennstoffzellen gemäß Erfindung wurde unter Anwendung der folgenden Materialien hergestellt: The composite substrate for fuel cells according to the invention was prepared using the following materials:

(1) Elektrodensubstrate (1) electrode substrates

1-1: Eine poröse und kohlenstoffhaltige flache Platte (hergestellt von KUREHA KAGAKU KOGYO Co., Ltd., Handelsname KES-400), die vorher bei einer Temperatur nicht unter 800°C in einer Stickstoffatmosphäre calciniert wurde und die eine Breite und Länge von jeweils 690 mm sowie eine Dicke von 1,47 mm besaß. 1-1: A porous carbon-containing and flat plate (manufactured by KUREHA KAGAKU KOGYO Co., Ltd., trade name KES-400) that has not been previously calcined at a temperature below 800 ° C in a nitrogen atmosphere and of a width and length each 690 mm and a thickness of 1.47 mm had.

1-2: Eine poröse und kohlenstoffhaltige flache Platte entsprechend der von 1-1 mit der Ausnahme, daß die Dicke 0,97 mm anstatt 1,47 mm betrug. 1-2: A porous and carbonaceous flat plate corresponding to that of 1-1 except that the thickness of 0.97 mm was instead of 1.47 mm.

(2) Separator (2) Separator

Der Separator wurde erhalten, indem man eine kompakte Kohlenstoffplatte (hergestellt von SHOWA DENKO Co., Ltd., unter dem Handelsnamen SG-2, mit einer Dicke von 0,6 mm) zu einem Stück zurechtschnitt, dessen Länge und Breite jeweils 690 mm betrug. The separator was obtained by mixing (manufactured by SHOWA DENKO Co., Ltd., under the trade name of SG-2, with a thickness of 0.6 mm) carved out into a piece having a length and width was a compact carbon plate in each case 690 mm ,

(3) Folie aus Fluorkohlenstoffharz (3) film of fluorocarbon resin

Vier Stück der Folie eines Fluorkohlenstoffharzes wurden erhalten, indem man eine Teflonfolie (hergestellt von NICHIAS Co., Ltd., mit einer Dicke von 0,10 mm) entsprechend der Größe des Abschlußteils zurechtschnitt. Four pieces of the film of a fluorocarbon resin obtained by reacting a Teflon film (manufactured by NICHIAS Co., Ltd., having a thickness of 0.10 mm) carved out according to the size of the end part.

(4) Flexible Kohlefolie (4) Flexible carbon film

Zwei Stücke der flexiblen Kohlefolie wurden erhalten, indem man eine GRAFOIL-Folie (hergestellt von UCC mit einer Schüttdichte von 1,10 g/ml und einer Dicke von 0,13 mm) entsprechend der Größe der verbindenden Fläche (690 mm Länge 650 mm Breite) zurechtschnitt. Two pieces of the flexible carbon film were obtained by a GRAFOIL® sheet (manufactured by UCC having a bulk density of 1.10 g / ml and a thickness of 0.13 mm) according to the size of the joining surface (690 mm length 650 mm width ) carved out.

(5) Abschlußteile (5) termination parts

5-1: Zwei Stücke einer kompakten Kohleplatte (hergestellt von TOKAI Carbon Co., Ltd., einer Dichte (Schüttdichte) von 1,85 g/ml) wurden zu einer Größe von 690 mm Länge, 20 mm Breite und 1,5 mm Dicke zurechtgeschnitten. 5-1: Two pieces of a compact carbon plate (made by TOKAI Carbon Co., Ltd., a density (bulk density) of 1.85 g / ml) to a size of 690 mm length, 20 mm in width and 1.5 mm thickness cut.

5-2: Zwei Stücke einer kompakten Kohleplatte (die gleiche wie oben) wurden zu Größen von 690 mm Länge, 20 mm Breite und 1,0 mm Dicke zurechtgeschnitten. 5-2: Two pieces of a compact carbon plate (same as above) were cut into sizes of 690 mm length, 20 mm width and 1.0 mm thickness.

Nach Aufbringen eines Klebemittels vom Phenolharztyp auf je eine Seite der beiden Elektrodensubstrate und auf je eine Seite der beiden GRAFOIL-Folien, wurde dasselbe getrock net. After applying an adhesive of phenolic resin type each one side of the two electrode substrates and each one side of the two GRAFOIL® films, was the same getrock net.

Anschließend wurde die bindende Oberfläche von GRAFOIL mit der bindenden Oberfläche des Elektrodensubstrats verbun den, mit Ausnahme der Fläche, die den Randteilen des Sepa rators zugewandt werden sollte, an welche das Abschlußteil material gebunden wird, und zwar bei einer Temperatur von 140°C, einem Druck von 10 kgf*/cm² G und einer Druckhalte zeit von 20 Minuten. Subsequently, the binding surface of GRAFOIL® with the binding surface of the electrode substrate was verbun to, with the exception of the area that should the edge portions of the Sepa be erator face to which the closing part is material bonded and at a temperature of 140 ° C, a pressure of 10 kgf / cm² G and a pressure holding time of 20 minutes.

Dann wurde die an das GRAFOIL geklebte Oberfläche des Elektrodensubstrats, welches die poröse und kohlenstoff haltige flache Platte einer Dicke von 1,47 mm war, unter Ausbildung einer Vielzahl paralleler Auskehlungen zurechtge schnitten, die einen rechteckigen Querschnitt einer Höhe von 1 mm und einer Breite von 2 mm in einem Abstand von 4 mm aufweisen, wozu ein Diamantenmesser verwendet wurde. Then, the glued to the GRAFOIL® surface of the electrode substrate, which was the porous and carbon-containing flat plate having a thickness of 1.47 mm was cut to form zurechtge a plurality of parallel grooves, of a rectangular cross section a height of 1 mm and a width having 2 mm at a distance of 4 mm, to which a diamond knife was used. Auf die gleiche Weise wurde die an das GRAFOIL geklebte Oberfläche des Elektrodensubstrats, welches die poröse und kohlenstoffhaltige Platte einer Dicke von 0,97 mm war, unter Ausbildung einer Vielzahl von parallelen Auskeh lungen mit einem rechteckigen Querschnitt einer Höhe von 0,5 mm, einer Breite von 2 mm bei einem Abstand von 4 mm zurechtgeschnitten. In the same way the glued to the GRAFOIL® surface of the electrode substrate, which was the porous and carbonaceous plate having a thickness of 0.97 mm, to form a plurality of parallel Auskeh lungs with a rectangular cross section a height of 0.5 mm, was a width of 2 mm cut at a distance of 4 mm.

Anschließend wurde auf die verbliebenen GRAFOIL-Flächen der so verarbeiteten Materialien das oben genannte Klebe mittel aufgebracht und getrocknet. Subsequently, the above adhesive medium applied to the remaining GRAFOIL® surfaces of such materials processed and dried. In gleicher Weise wurde das obige Klebemittel auf die gegenüberliegenden Oberflächen des Separators aufgebracht und getrocknet. Similarly, the above adhesive was applied to the opposite surfaces of the separator and dried.

Anschließend wurde jede der verbliebenen GRAFOIL-Oberflächen der beiden Elektrodensubstrate mit der gegenüberliegenden Oberfläche des Separators derart verklebt, daß die zahl reichen parallelen Auskehlungen in einem der beiden Elektroden substrate senkrecht zu denen in dem anderen Elektroden substrat waren, und zwar bei einer Temperatur von 140°C, einem Druck von 10 kgf*/cm² G und einer Druckhaltezeit von 20 Minuten. Subsequently, each of the remaining GRAFOIL® surfaces of the two electrode substrates was bonded to the opposite surface of the separator such that the number rich parallel grooves in one of the two electrode substrates perpendicular to which were the substrate in the other electrode, and at a temperature of 140 ° C, a pressure of 10 kgf / cm² G and a pressure holding time of 20 minutes. Die so zusammengeklebten Materialien wurden bei 2000°C in einer Stickstoffatmosphäre calciniert. The so glued materials were calcined at 2000 ° C in a nitrogen atmosphere.

Nach dem Calcinieren wurden die Teile des Elektrodensubstrats, die den Randteilen des Separators zugewandt (faced) waren, mit welchen die Abschlußteile verbunden werden, entfernt, um die überstehenden Randteile des Separators freizulegen, und es wurde eine Teflonfolie zwischen jeden der Abschluß teile und dem Separator eingefügt und die beiden Materialien wurden durch Schmelzkleben der Teflonfolie bei 350°C und einem Druck von 20 kgf*/cm² G bei einer Druckhaltezeit von 20 Minuten verbunden. After calcination, the parts of the electrode substrate which had the marginal portions of the separator faces (faced) to which are connected the termination parts have been removed to expose the projecting edge parts of the separator, and it was a Teflon film between each of the seal members and the separator inserted and the two materials were joined by melt-adhesion of the Teflon film at 350 ° C and a pressure of 20 kgf / cm² G at a pressure holding time of 20 minutes.

Mit dem obigen Verfahren erhielt man ein zusammengesetztes Substrat für Brennstoffzellen, das eine Dicke von 3,3 mm besaß. With the above method to obtain a composite substrate for fuel cells, which had a thickness of 3.3 mm.

Vergleichsbeispiel Comparative Example

In der gleichen Weise wie in dem Beispiel mit der Ausnahme, daß zwei Stücke der porösen, kohlenstoffhaltigen Flachplatten mit der Dicke von 1,47 mm als Elektrodensubstrate verwendet und die beiden an GRAFOIL geklebten Oberflächen der beiden Elektrodensubstrate unter Bildung einer Vielzahl paralleler Auskehlungen mit einem rechteckigen Querschnitt einer Höhe von 1,0 mm, einer Breite von 2 mm und in einem Abstand von 4 mm beschnitten wurden, wurde ein zusammenge setztes Substrat für Brennstoffzellen hergestellt. In the same manner as in the example with the exception that two pieces of the porous carbonaceous flat plates with the thickness of 1.47 mm was used as electrode substrates, and the two adhered to GRAFOIL® surfaces of the two electrode substrates to form a plurality of parallel grooves having a rectangular cross section of a height of 1.0 mm, a width of 2 mm and were cut at a distance of 4 mm, an amount together translated substrate for fuel cells was prepared. Die Dicke dieses zusammengesetzten Substrats betrug 3,8 mm. The thickness of this composite substrate was 3.8 mm.

Die Ergebnisse der Messung des elektrischen Widerstands und des thermischen Widerstands der beiden Substrate von Beispiel und Vergleichsbeispiele sind in der folgenden Tabelle dargestellt. The results of measurement of the electrical resistance and the thermal resistance of the two substrates of Example and Comparative Examples are shown in the following table.

Tabelle Table

Wie aus der Tabelle deutlich ist, konnten der elektrische und der thermische Widerstand in dem zusammengesetzten Substrat für Brennstoffzellen gemäß Erfindung gegenüber dem bekannten zusammengesetzten Substrat um 15 bis 16% durch Verringerung der Dicke des zusammengesetzten Substrats verringert werden. As is clear from the table, the electric and the thermal resistance in the composite substrate for fuel cells according to the invention over the known composite substrate is 15 to 16% by reducing the thickness of the composite substrate could be reduced.

Patent Citations
Cited PatentFiling datePublication dateApplicantTitle
DE2831799A1 *19 Jul 19788 Feb 1979Engelhard Min & ChemBrennstoffzellensystem mit ionenaustauschmembranen und bipolaren platten
DE3632651A1 *23 Sep 198616 Apr 1987Kureha Chemical Ind Co LtdZusammengesetztes kohlenstoffprodukt, das durch verbinden kohlenstoffhaltiger materialien mittels tetrafluorethylenharz hergestellt ist, sowie verfahren zu dessen herstellung
DE3632701A1 *26 Sep 198611 Jun 1987Kureha Chemical Ind Co LtdElektrodensubstrat mit verteilerelement fuer eine brennstoffzelle, sowie verfahren zu dessen herstellung
DE3635912A1 *22 Oct 198630 Apr 1987Kureha Chemical Ind Co LtdElektrodensubstrat mit aeusseren abschlussteilen fuer brennstoffzellen und verfahren zu dessen herstellung
US4505992 *11 Apr 198319 Mar 1985Engelhard CorporationIntegral gas seal for fuel cell gas distribution assemblies and method of fabrication
US4522895 *26 Sep 198311 Jun 1985Kureha Kagaku Kogyo Kabushiki KaishaMultilayer fuel cell electrode substrate having elongated holes for feeding reactant gases
Referenced by
Citing PatentFiling datePublication dateApplicantTitle
US740484820 May 200529 Jul 2008Mitsubishi Denki Kabushiki KaishaHumidifier and a method for producing the same
Classifications
International ClassificationH01M4/96, H01M4/88, H01M8/02
Cooperative ClassificationH01M4/96
European ClassificationH01M4/96
Legal Events
DateCodeEventDescription
18 Feb 1988OP8Request for examination as to paragraph 44 patent law
20 Jun 1991D2Grant after examination
19 Dec 19918364No opposition during term of opposition
30 Jul 19928328Change in the person/name/address of the agent
Free format text: STOLBERG-WERNIGERODE, GRAF ZU, U., DIPL.-CHEM. DR.RER.NAT. SUCHANTKE, J., DIPL.-ING. HUBER, A., DIPL.-ING. KAMEKE, VON, A., DIPL.-CHEM. DR.RER.NAT., PAT.-ANWAELTE, 2000 HAMBURG
14 Aug 19978339Ceased/non-payment of the annual fee