[发明专利]一种单元燃料电池、燃料电池堆和双极板组件

权利要求书

1.一种燃料电池堆(1)包括：

多个双极板(100)，其中每个双极板(100)至少具有阳极板(20)和阴极板(30)，以及

夹在所述双极板(100)中间的多个膜电极组件(10)，其中每个膜电极组件(10)至少具有由膜(13)隔开的阳极(11)和阴极(12)，

其中所述双极板(100)夹住所述膜电极组件(10)，使得所述膜电极组件(10)的阳极(11)面向第一双极板(100)的阳极板(20)，并且同一个所述膜电极组件(10)的阴极(12)面向第二双极板(100)的阴极板(30)；并且

其中，所述燃料电池堆(1)的电池间距由两个相邻膜电极组件(10)的距离确定，

其特征在于：

在所述燃料电池堆(1)的双极板(100)的边界处，所述第一双极板(100)的阳极板(20)与所述第二双极板的阴极板(30)之间的总距离(d)，等于所述燃料电池堆(1)的电池间距，并且所述总距离(d)是在夹在中间的膜电极组件(10)上测量的。

2.根据权利要求1所述的燃料电池堆(1)，其中在所述燃料电池堆(1)的双极板(100)的边界处，所述第一双极板(100)的阳极板(20)到所述膜电极组件(10)具有第一距离(d1)，所述第二双极板(100)的阴极板(30)到所述膜电极组件(10)具有第二距离(d2)，其中所述第一距离(d1)不同于所述第二距离(d2)。

3.根据权利要求1或2所述的燃料电池堆(1)，其中所述膜电极组件(10)还具有子垫圈(14)，所述子垫圈(14)至少部分地以围绕方式布置在所述阳极(11)和所述阴极(12)周围，所述第一距离(d1)和所述第二距离(d2)由所述阳极板(20)到所述子垫圈(14)、所述阴极(12)到所述子垫圈(14)确定，其中所述子垫圈(14)优选地以框架状的方式包围所述阳极(11)和阴极(12)。

4.根据前述权利要求中任一项所述的燃料电池堆(1)，其中至少一个双极板(100)的所述阳极板(20)和/或所述阴极板(30)，具有第一区域(I)和第二区域(II)，所述第一区域具有第一结构，所述第二区域具有第二结构，其中在所述第一区域(I)中，所述阳极板(20)和所述阴极板(30)的第一结构是相同的、包括凹槽(23、26；33、36)和凸起(22、25；32、36)通道状结构，并且在所述第二区域(II)中，所述阳极板(20)和所述阴极板(30)的第二结构也是通道状结构，其中所述阳极板(20)的第二结构不同于所述阴极板(30)的第二结构。

5.根据权利要求4所述的燃料电池堆(1)，其中所述第一区域(1)形成在活性区域中，所述第二区域形成在边界区域中，其中在阳极侧，所述活性区域由所述阳极(11)的范围限定，并且在阴极侧，所述活性区域由所述阴极(12)的范围限定，并且所述边界区域由在所述阳极(11)和/或所述阴极(12)上延伸的子垫圈(14)的范围限定。

6.根据权利要求4或5所述的燃料电池堆(1)，其中在至少一个双极板(100)中，所述阳极板(20)或所述阴极板(30)的第二结构设置有第一组凸起(27)和第二组凸起(28)，并且相应的另一个板，即所述阴极板(30)或所述阳极板(20)，的第二结构设置有凹槽(38)和凸起(37)，其中所述阳极板(20)/阴极板(30)的第一组凸起的凸起(27)布置为面向和/或接触所述阴极(12)/阳极板(20)的凸起(37)，并且所述阳极(11)/阴极板(30)的第二组凸起的凸起(28)布置为面向所述阴极(12)/阳极板(20)的凹槽(38),使得所述阳极(11)/阴极板(30)的第二组凸起的凸起(28)容纳在所述阴极(12)/阳极板(20)的凹槽(38)中。

7.根据权利要求4至6中任一项所述的燃料电池堆(1)，其中所述双极板(100)的阳极(11)和阴极板(30)具有正面(24、34)和背面(21、31)，其中所述第一结构和第二结构设置在所述背面(21、31)，其中，在所述第一区域(I)中，所述阳极(11)和所述阴极板(30)的背面上的凹槽(23、33)相对设置，从而形成所述双极板(100)的冷却液流场通道。