H - Electricity – 01 – M
Patent
H - Electricity
01
M
H01M 8/24 (2006.01) H01M 8/02 (2006.01) H01M 8/04 (2006.01)
Patent
CA 2330946
A fuel cell stack (10) assembly comprises an aligned series of multi-function strata (panels) (30) alternating with and interposed between a mating series of electrochemically active strata (12). In a proton exchange membrane (PEM)- type fuel cell stack, the electrochemically active fuel cell strata include membrane electrode assembly (MEA) strata. The multi-function panels provide structural integrity and electric circuit continuity within the stack. Each multi-function stratum comprises an open spring conductive layer (34), such as an undulate or corrugated layer, sandwiched between a pair of relatively rigid conductive layers (32, 36) that isolate the open spring layer from the reactant gases. The layers of the multi-function stratum together constitute a distributed spring array exerting a compressive force acting in the stack dimension, each open spring layer bearing compressively against the rigid conductive sheets between which it is sandwiched. This distributed spring array facilitates the maintenance of dimensional integrity within the stack, permitting an external manifold to be provided for the supply and exhaust of reactant gases to and from the stack. The spaces provided between the open spring elements serve as conduits for cooling air, so that cooling air may flow over the corrugations to cool the stack. A simple economical frame structure and associated cover plates and separator bars for the fuel cell stack form and enclose separate plena for the supply and exhaust of reactant gases for the fuel cells in the stack.
Empilage (10) de piles à combustible électrochimiques comprenant une série alignée de strates multifonctionnelles (panneaux) (30) placées de façon alternée entre une série correspondante de strates (12) électrochimiques actives. Dans un empilage de piles à combustible à membrane échangeuse de protons (PEM), les strates de piles à combustible électrochimiques comportent des strates d'ensembles électrodes à membrane (MEA). Les panneaux multifonctionnels servent à obtenir une intégrité structurelle et une continuité de circuit électrique à l'intérieur de l'empilage. Chaque strate multifonctionnelle comprend une couche conductrice (34) ouverte élastique, telle qu'une couche ondulée, prise en sandwich entre une paire de couches conductrices (32, 36) relativement rigides isolant la couche ouverte élastique des gaz réactifs. Les couches de la strate multifonctionnelle constituent ensemble un réseau élastique réparti exerçant une force de compression agissant dans la dimension de l'empilage, chaque couche ouverte élastique exerçant un effet de compression contre les couches conductrices rigides entre lesquelles elle est prise en sandwich. Le réseau élastique réparti permet de conserver l'intégrité dimensionnelle de l'intérieur de l'empilage grâce à un collecteur extérieur servant à alimenter l'empilage en gaz réactifs et à effectuer l'échappement de ces gaz. Les espaces situés entre les éléments élastiques ouverts servent de conduits d'air de refroidissement, de sorte que l'air de refroidissement peut s'écouler au-dessus des ondulations afin de refroidir l'empilage. Une structure de châssis simple et économique, les plaques de couverture associées et les barres de séparation de l'empilage de piles à combustible constituent et limitent un caisson de distribution séparé servant à alimenter les piles à combustible de l'empilage en gaz réactif et à opérer l'échappement de ces gaz.
Ballard Power Systems Inc.
Russell Reyneke
LandOfFree
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