H - Electricity – 01 – M
Patent
H - Electricity
01
M
H01M 8/02 (2006.01) F28D 9/00 (2006.01) F28F 3/04 (2006.01) H01M 8/24 (2006.01) H01M 8/04 (2006.01)
Patent
CA 2202380
Fuel cell stacks (1) comprising stacked separator/membrane, electrode assembly cells in which the separators comprise a series of stacked thin sheet platelets (30-1 and 30-7) having individually configured serpentine micro- channel reactant gas humidification (35, 40), active area (25) and cooling fields therein. The individual platelets are stacked with coordinate features precisely aligned in contact with adjacent platelets and bonded to form a monolithic separator. Post bonding processing includes passivation, such as nitriding. Preferred platelet material is 4-25 mil Ti in which the features, serpentine channels (52), tabs, lands (54), vias (61, 63, 65), manifolds and holes, are formed by chemical or laser etching, cutting, pressing or embossing, with combinations of depth and through-etching being preferred. The platelet manufacturing process is continuous and fast. By employing CAD based platelet design and photolithography, rapid change in feature design can accommodate a wide range of thermal management and humidification techniques. 100 cell H2-O2/Air PEM fuel cell stacks of this IFMT platelet design will exhibit outputs on the order of .75 kW/kg, some 3-6 times greater than current graphite plate PEM stacks.
L'invention concerne des empilements (1) de piles à combustible comprenant des piles empilées constituées d'un ensemble séparateur/membrane et électrode, dans lesquels les séparateurs comprennent une série de plaquettes (30-1 et 30-7) en tôle mince, dans lesquelles sont formés, individuellement, des champs à microcanaux en serpentins formant des zones d'humidification par gaz réactif (35, 40), une zone active (25) et une zone de refroidissement. Les plaquettes individuelles sont empilées, de façon que les motifs correspondant à un système de coordonnées soit aligné avec précision, mises en contact avec les plaquettes adjacentes et liées pour former un séparateur monolitique. Le traitement effectué après la liaison des plaquettes comprend une passivation, par exemple une nitruration. Le matériau préféré utilisé pour réaliser des plaquettes est du Ti de 4-25 millièmes de pouce, dans lequel les motifs, les canaux à serpentin (52), les pattes, les sillons (54), les traversées (61, 63, 65), les collecteurs et les trous sont formés par attaque chimique ou attaque au laser, découpage, passage à la presse ou emboutissage, la technique préférée consistant à combiner l'attaque en profondeur et l'attaque traversante. Le procédé de production des plaquettes est un procédé continu et rapide. La conception des plaquettes assistée par ordinateur et la photolithographie permettent d'obtenir un changement rapide de la conception des motifs et ainsi une adaptation à une grande gamme de techniques de gestion thermique et d'humidification. Des empilements de piles à combustible à membranes échangeuses de protons, comprenant 100 piles utilisant un mélange H¿2?-O¿2?/air comme combustible et comprenant des plaquettes servant à la gestion intégrée du fluide ont une puissance de l'ordre de 0,75 kw/kg, c'est-à-dire de 3 à 6 fois plus grande que celle des empilements à membranes échangeuses de protons et à plaques de graphite utilisés habituellement.
Harry Mueggenburg H.
Hodge Rex
Spear Reginald G. Jr.
H. Power Corporation
Ogilvy Renault Llp/s.e.n.c.r.l.,s.r.l.
LandOfFree
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