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DE102013208450A1 - Bipolar plate, fuel cell layer, fuel cell stack and motor vehicle - Google Patents

Bipolar plate, fuel cell layer, fuel cell stack and motor vehicle Download PDF

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DE102013208450A1
DE102013208450A1 DE102013208450.1A DE102013208450A DE102013208450A1 DE 102013208450 A1 DE102013208450 A1 DE 102013208450A1 DE 102013208450 A DE102013208450 A DE 102013208450A DE 102013208450 A1 DE102013208450 A1 DE 102013208450A1
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DE
Germany
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sheet metal
metal layer
fuel cell
bipolar plate
layer
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Application number
DE102013208450.1A
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German (de)
Inventor
Christian Schlitzberger
Hannes Scholz
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Audi AG
Original Assignee
Volkswagen AG
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Publication date
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Bipolarplatte, eine Brennstoffzelllage, einen Brennstoffzellenstapel und ein Kraftfahrzeug. Es ist vorgesehen, dass eine Bipolarplatte (10) für eine Brennstoffzelle (100, 200) zwei Blechlagen (20, 30) umfasst, wobei jede der zwei Blechlagen im Querschnitt je eine periodische Struktur mit Erhebungen (21, 31) und Vertiefungen (22, 32) mit einer selben Periodenlänge (P) aufweist. Die Bipolarplatte (10) ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Verhältnis eines Ausmaßes der Erhebungen (21) der einen Blechlage (20) zu einem Ausmaß der Erhebungen (31) der anderen Blechlage (30) so gewählt ist, dass sich die Vertiefungen (22) der einen Blechlage (20) in den Vertiefungen (32) der anderen Blechlage (30) so anordnen lassen, dass zwischen den Erhebungen (21, 31) der Blechlagen (20, 30) Kanäle entstehen. Sind die Erhebungen der einen in den Erhebungen der anderen Blechlage anordnet, entstehen so Kanäle für Temperiermittel. Die Reaktanten fließen durch die Erhebungen der einen und die Vertiefungen der anderen Blechlage.The invention relates to a bipolar plate, a fuel cell layer, a fuel cell stack and a motor vehicle. It is provided that a bipolar plate (10) for a fuel cell (100, 200) comprises two sheet metal layers (20, 30), each of the two sheet metal layers in cross section each having a periodic structure with elevations (21, 31) and depressions (22, 32) with the same period length (P). The bipolar plate (10) is characterized in that a ratio of a dimension of the elevations (21) of the one sheet metal layer (20) to a dimension of the elevations (31) of the other sheet metal layer (30) is selected such that the depressions (22) arrange the one sheet metal layer (20) in the recesses (32) of the other sheet metal layer (30) in such a way that channels are formed between the elevations (21, 31) of the sheet metal layers (20, 30). If the elevations of one are arranged in the elevations of the other sheet metal layer, channels for temperature control agents are created. The reactants flow through the elevations of one and the depressions of the other sheet layer.

Description

Die Erfindung betrifft eine Bipolarplatte, eine Brennstoffzelllage, einen Brennstoffzellenstapel und ein Kraftfahrzeug.The invention relates to a bipolar plate, a fuel cell layer, a fuel cell stack and a motor vehicle.

Bipolarplatten dienen beispielsweise der Gasverteilung, etwa in Brennstoffzellenstapeln. Dort gewährleisten sie beispielsweise die elektrische Kontaktierung der Elektroden der einzelnen elektrochemischen Zellen und die Weiterleitung des Stroms zur benachbarten Zelle. Weiterhin können sie der Versorgung der Zellen mit Reaktanten, zum Beispiel Wasserstoff und Sauerstoff beziehungsweise Luft, und dem Abtransport des erzeugten Reaktionsgases, zum Beispiel Wasser, über eine entsprechende Verteilerstruktur dienen. Oft durchströmt die Bipolarplatte auch Temperiermittel, welches Abwärme weiterleitet, welches bei der Stromerzeugung in der elektrochemischen Zelle entsteht. Schließlich dichtet die Bipolarplatte die Kanäle beziehungsweise Flussfelder der Reaktanten, des Reaktionsgases und des Temperiermittels gegeneinander und nach außen ab. Brennstoffzellenstapel wiederum können als Antriebe für Kraftfahrzeuge dienen.Bipolar plates serve, for example, the gas distribution, such as in fuel cell stacks. There they ensure, for example, the electrical contacting of the electrodes of the individual electrochemical cells and the transmission of the current to the adjacent cell. Furthermore, they can serve to supply the cells with reactants, for example hydrogen and oxygen or air, and to remove the generated reaction gas, for example water, via a corresponding distributor structure. Often, the bipolar plate also flows through temperature control, which dissipates waste heat, which is produced during power generation in the electrochemical cell. Finally, the bipolar plate seals the channels or flow fields of the reactants, the reaction gas and the temperature control against each other and to the outside. Fuel cell stacks in turn can serve as drives for motor vehicles.

Die Kanalstrukturen zweier benachbarter, aufeinander positionierter Blechlagen ergeben auf ihrer einander zugewandten Seite ein Flussfeld, zum Beispiel für das Temperiermittel. Für die Verteilung der Reaktanten und zum Abführen der Reaktionsprodukte wird auf der von dieser Kanalstruktur abgewandten Seite der Lage, also auf der jeweils anderen Seite der jeweiligen Blechlage je ein weiteres Flussfeld gebildet. Bei metallischen Bipolarplatten sind die Strukturen auf den beiden Seiten einer Lage üblicherweise komplementär, das heißt eine Erhebung auf der Oberseite hat eine Vertiefung auf der Unterseite zur Folge. Die Bipolarplatte wird zum Beispiel zwischen zwei Gasdiffusionsschichten/Membran-Elektroden-Anordnungen (GDL/MEA) einer Polymer-Elektrolyt-Membran-Brennstoffzelle (PEM-Brennstoffzelle) angeordnet. Die GDL/MEA besteht aus einer Anode und einer Kathode mit einer zwischen Anode und Kathode angeordneten Polymer-Elektrolyt-Membran. In einem Brennstoffzellenstapel ist jede Bipolarplatte zwischen zwei GDL/MEA angeordnet und jede innere MEA, die weder eine erste noch eine letzte GDL/MEA des Stapels darstellt, zwischen zwei Bipolarplatten angeordnet.The channel structures of two adjacent, mutually positioned sheet metal layers result on its side facing each other a flow field, for example for the temperature control. For the distribution of the reactants and for discharging the reaction products, a further flow field is formed on the side of the layer facing away from this channel structure, ie on the respective other side of the respective sheet metal layer. In the case of metallic bipolar plates, the structures on the two sides of a layer are usually complementary, that is to say an elevation on the upper side results in a depression on the underside. For example, the bipolar plate is sandwiched between two gas diffusion layers / membrane electrode assemblies (GDL / MEA) of a polymer electrolyte membrane fuel cell (PEM fuel cell). The GDL / MEA consists of an anode and a cathode with an arranged between the anode and cathode polymer electrolyte membrane. In a fuel cell stack, each bipolar plate is disposed between two GDL / MEA and each inner MEA, which is neither a first nor a last GDL / MEA of the stack, is sandwiched between two bipolar plates.

Aus DE 10 2005 002 924 A1 ist eine Gasverteilungsvorrichtung einer Brennstoffzelle in Form einer Bipolarplatte bekannt. Die Bipolarplatte weist eine Gasverteilungsstruktur in Form von Gasführungskanälen auf, die durch Stege getrennt sind. Entfernt von einer Membran, weist die Gasverteilungsvorrichtung eine durchgehende, gasdichte Rückseite auf. Die Stege sind mit ihren stirnseitigen Kontaktflächen in Kontakt mit den zu der Membran hin angeordneten Gasdiffusionsschichten. Die Gasdiffusionsschichten weisen im Bereich der Gasführungskanäle Aufwölbungen mit relativ geringer Verpressung auf, während im durch die Stege komprimierten Bereich die Verpressung höher ist.Out DE 10 2005 002 924 A1 a gas distribution device of a fuel cell in the form of a bipolar plate is known. The bipolar plate has a gas distribution structure in the form of gas guide channels, which are separated by webs. Remote from a membrane, the gas distribution device has a continuous, gastight reverse side. The webs are in contact with the gas diffusion layers arranged towards the membrane with their frontal contact surfaces. The gas diffusion layers have bulges with relatively low compression in the region of the gas guide channels, while the compression is higher in the area compressed by the webs.

In DE 10 2005 035 098 A1 wird eine PEM-Brennstoffzelle mit Separatorplatteneinheit (kurz: Bipolarplatten) vorgeschlagen. Teilplatten sind in einem Stack zu der Separatorplatteneinheit zusammengefügt. Die Teilplatten weisen an ihrer einer Elektrode zugewandten Oberfläche jeweils ein Kanalsystem auf, wobei das anodenseitige Kanalsystem in einer zusammengesetzten Brennstoffzelle den Anodenraum bildet und das kathodenseitige Kanalsystem den Kathodenraum. Die Teilplatten können auch an ihrer gegenüberliegenden Oberfläche ein Kanalsystem aufweisen, sodass zwischen ihnen nach Zusammenfügen ein weiteres Kanalsystem gebildet wird, das zum Führen eines Kühlmittels zu Kühlzwecken einsetzbar ist. Die Bauhöhe der Bipolarplatte ist dabei gleich der Summe der Bauhöhen der Teilplatten.In DE 10 2005 035 098 A1 is proposed a PEM fuel cell with Separatorplatteneinheit (short: bipolar plates). Partial plates are assembled in a stack to the Separatorplatteneinheit. The partial plates each have a channel system on their surface facing an electrode, the anode-side channel system forming the anode compartment in a composite fuel cell and the cathode-side channel system forming the cathode compartment. The sub-panels may also have on their opposite surface a channel system, so that between them after joining another channel system is formed, which is used for guiding a coolant for cooling purposes. The overall height of the bipolar plate is equal to the sum of the heights of the partial plates.

DE 10 2006 017 943 A1 beschreibt einen Brennstoffzellenstapel mit einer bipolaren Platte, die aus einer Anodenverteilungsplatte und einer Kathodenverteilungsplatte besteht und einen Satz von Anodenreaktantenkanälen sowie einen Satz von Kathodenreaktantenkanälen definiert. Die Anoden- und Kathodenverteilungsplatten sind an einer Vielzahl von Schnittstellen durch Hartlöten, Schweißen oder Kleben, verbunden und elektrisch miteinander gekoppelt. Diesbezüglich sind die jeweiligen Anodenreaktantenkanäle und Kathodenreaktantenkanäle voneinander versetzt und auf drei Seiten von einem Kühlmittel umgeben. Die Bauhöhe der bipolaren Platte ist dabei gleich der Summe der Bauhöhen der Anodenverteilungsplatte und der Kathodenverteilungsplatte. DE 10 2006 017 943 A1 describes a fuel cell stack having a bipolar plate consisting of an anode distribution plate and a cathode distribution plate and defining a set of anode reactant channels as well as a set of cathode reactant channels. The anode and cathode distribution plates are connected at a plurality of interfaces by brazing, welding or gluing, and are electrically coupled together. In this regard, the respective anode reactant channels and cathode reactant channels are offset from each other and surrounded on three sides by a coolant. The overall height of the bipolar plate is equal to the sum of the heights of the anode distribution plate and the cathode distribution plate.

In der Europäischen Patentanmeldung 1 830 426 A1 wird ebenfalls eine Bipolarplatte beschrieben. Die Bipolarplatte ist aus drei Formteilen mit zwei äußeren Formteilen und einem inneren Formteil gebildet. Die beiden äußeren Formteile sind so genannte korrespondierende Halbschalen und bilden ein Scheibenpaar. Die drei Formteile werden zu einem Scheibenpaket zusammengefügt, beispielsweise durch Schweißen, Löten oder mechanisches Umformen werden diese fluiddicht miteinander verbunden. Das äußere obere Formteil weist zum Beispiel mehrere Nuten auf, die beispielsweise kathodenseitig angeordnet sind. Das andere, anodenseitige äußere Formteil weist ebenfalls mehrere Nuten auf, die anodenseitig angeordnet sind. Das innere Formteil kann wie die äußeren Formteile geprägt und beispielsweise mit Nuten versehen sein, so dass sich zusammen mit den äußeren Formteilen eine eierkartonähnliche Struktur ergibt. Die Bauhöhe der Bipolarplatte ist dabei gleich der Summe der Bauhöhen der beiden äußeren Formteile.In the European Patent Application 1 830 426 A1 also a bipolar plate is described. The bipolar plate is formed of three mold parts with two outer mold parts and an inner mold part. The two outer moldings are so-called corresponding half-shells and form a disk pair. The three moldings are joined together to form a disk package, for example, by welding, soldering or mechanical forming these are fluid-tightly interconnected. The outer upper molded part has, for example, a plurality of grooves, which are arranged on the cathode side, for example. The other, anode-side outer molded part also has a plurality of grooves which are arranged on the anode side. The inner molded part can be embossed like the outer molded parts and, for example, provided with grooves, so that together with the outer molded parts results in an egg-box-like structure. The height of the Bipolar plate is equal to the sum of the heights of the two outer moldings.

DE 10 2007 024 161 A1 betrifft eine Bipolarplatte für Brennstoffzellensysteme. Ausformungen zur Bildung der Kanalstrukturen sind nur durch schmale Zwischenbereiche getrennt. In bestimmten Abständen sind die Ausformungen der Kanalstrukturen etwas verjüngt, so dass lokal etwas breitere flache Zonen gebildet werden. In diesen Zonen können dann, mittels Laser, Schweißpunkte oder kurze Schweißnähte angebracht werden. Normale und verjüngte Bereiche können in einem etwa gleichen Abstand entlang der Kanalstruktur abwechselnd angeordnet sein. DE 10 2007 024 161 A1 relates to a bipolar plate for fuel cell systems. Formations for forming the channel structures are separated only by narrow intermediate areas. At certain intervals, the formations of the channel structures are slightly tapered, so that locally wider flat zones are formed. In these zones, welding spots or short welds can then be applied by laser. Normal and tapered regions may be alternately arranged at approximately the same distance along the channel structure.

Eine weitere Bipolarplatte ist in DE 10 2009 036 039 A1 beschrieben. Die Bipolarplatte enthält mindestens zwei sich abschnittsweise berührende Lagen mit Reaktantenkanälen auf den von einander wegweisenden Seiten der Lagen und Kühlmittelkanälen zwischen den Lagen. Die Bauhöhe der Bipolarplatte entspricht auch hier der Bauhöhesumme der beiden Lagen.Another bipolar plate is in DE 10 2009 036 039 A1 described. The bipolar plate contains at least two layers contacting each other in sections with reactant channels on the sides of the layers and coolant channels which are facing away from one another between the layers. The height of the bipolar plate corresponds here also the total height of the two layers.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Bipolarplatte für eine Brennstoffzelle anzugeben, die eine Verringerung der Bauhöhe bei gleicher oder höherer Leistungsdichte ermöglicht.The invention is an object of the invention to provide a bipolar plate for a fuel cell, which allows a reduction in the height at the same or higher power density.

Erfindungsgemäß wird zur Lösung dieser Aufgabe eine Bipolarplatte gemäß Anspruch 1 für eine Brennstoffzelle vorgestellt. Die Bipolarplatte umfasst zwei Blechlagen, wobei jede der zwei Blechlagen im Querschnitt je eine periodische Struktur mit Erhebungen und Vertiefungen mit einer selben Periodenlänge aufweist. According to the invention, a bipolar plate according to claim 1 for a fuel cell is presented to solve this problem. The bipolar plate comprises two sheet metal layers, wherein each of the two sheet metal layers in cross section each having a periodic structure with projections and depressions having a same period length.

Die Bipolarplatte ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Verhältnis eines Ausmaßes der Erhebungen der einen Blechlage zu einem Ausmaß der Erhebungen der anderen Blechlage so gewählt ist, dass sich die Vertiefungen der einen Blechlage in den Vertiefungen der anderen Blechlage so anordnen lassen, dass zwischen den Erhebungen der Blechlagen Kanäle entstehen.The bipolar plate is characterized in that a ratio of an extent of the elevations of a sheet metal layer to an extent of the elevations of the other sheet metal layer is selected so that the wells of a sheet metal layer in the wells of the other sheet metal layer can be arranged so that between the elevations of Sheet metal layers channels arise.

Dann lassen sich nämlich die Erhebungen der anderen Blechlage in den Erhebungen der einen Blechlage anordnen und die Blechlagen in den Vertiefungen mit einander verbinden. Zwischen den Erhebungen der beiden Bleche entstehen dann die Kanäle für das Flussfeld des Temperiermittels während die Erhebungen der einen Blechlage und die Vertiefungen der anderen Blechlage die Flussfelder der Reaktanten bilden. Die Bauhöhe der Bipolarplatte ist dabei gleich der Höhe der Erhebungen der anderen Blechlage.Then let the elevations of the other sheet metal layer in the surveys of a sheet metal layer arrange and connect the metal layers in the wells with each other. Between the elevations of the two sheets then the channels for the flow field of the tempering arise while the surveys of a sheet metal layer and the recesses of the other sheet metal layer form the flow fields of the reactants. The overall height of the bipolar plate is equal to the height of the elevations of the other sheet metal layer.

In einer Ausführungsform der Bipolarplatte ist die Höhe der Erhebungen der anderen Blechlage nicht größer ist als die Hälfte der Höhe der Erhebungen der einen Blechlage.In one embodiment, the bipolar plate, the height of the elevations of the other sheet metal layer is not greater than half the height of the elevations of a sheet metal layer.

Die Erhebungen der anderen Blechlage können trogförmig oder sinusiodal sein. Alternativ oder zusätzlich können die Erhebungen der einen Blechlage trapezförmig oder dreieckig sein.The elevations of the other sheet metal layer may be trough-shaped or sinusoidal. Alternatively or additionally, the elevations of a sheet metal layer may be trapezoidal or triangular.

Die Erhebungen der einen und der anderen Blechlage können so gebildet sein, dass eine Querschnittsfläche einer der Erhebungen der anderen Blechlage höchstens halb so groß ist wie eine weitere Querschnittsfläche einer der Erhebungen der einen Blechlage. Zudem kann sichergestellt sein, dass noch eine weitere Querschnittsfläche der Vertiefungen der einen Blechlage zumindest größer ist als die Querschnittsfläche. Die noch eine weitere Querschnittsfläche kann insbesondere auch größer als die Differenz zwischen der weiteren Querschnittsfläche und der Querschnittsfläche sein.The elevations of the one and the other sheet metal layer may be formed so that a cross-sectional area of one of the elevations of the other sheet metal layer is at most half as large as a further cross-sectional area of the elevations of a sheet metal layer. In addition, it can be ensured that at least one further cross-sectional area of the depressions of one sheet metal layer is at least greater than the cross-sectional area. The still another cross-sectional area can in particular be greater than the difference between the further cross-sectional area and the cross-sectional area.

Die Erhebungen der anderen Blechlage dienen dann zum Transport des Reaktanten, der die geringste Querschnittsfläche benötigt. Meist ist dies Wasserstoff. Die Vertiefungen der einen Blechlage dienen zum Sauerstoff- beziehungsweise Transport des Reaktanten, der die größte Querschnittsfläche benötigt. Meist ist dies Sauerstoff. Das Temperiermittel kann zwischen den Erhebungen der einen und der anderen Blechlage in einem Kanal transportiert werden, der eine mittlere Querschnittsfläche aufweist.The elevations of the other sheet metal layer then serve to transport the reactant, which requires the smallest cross-sectional area. Mostly this is hydrogen. The wells of a sheet metal layer serve for oxygen or transport of the reactant, which requires the largest cross-sectional area. Mostly this is oxygen. The tempering agent can be transported between the elevations of the one and the other sheet metal layer in a channel having a mean cross-sectional area.

Erfindungsgemäß wird weiterhin eine Brennstoffzellstapellage gemäß Anspruch 7 mit einer erfindungsgemäßen Bipolarplatte vorgestellt. Dabei grenzt an die Bipolarplatte eine Schicht an, die eine Membran-Elektroden-Einheit zwischen zwei Gasdiffusionsschichten umfasst. Die Membran-Elektroden-Einheit umfasst eine zwischen einer Anode und einer Kathode angeordnete Polymer-Elektrolyt-Membran.According to the invention, a fuel cell stack according to claim 7 is further presented with a bipolar plate according to the invention. In this case, adjoining the bipolar plate is a layer which comprises a membrane-electrode unit between two gas diffusion layers. The membrane-electrode assembly includes a polymer electrolyte membrane disposed between an anode and a cathode.

Aus erfindungsgemäßen, übereinander gestapelten Brennstoffzellstapellagen lässt sich ein Brennstoffzellenstapel realisieren. In einer Ausführungsform ist der Brennstoffzellenstapel dadurch gekennzeichnet, dass die Erhebungen der Blechlagen der Bipolarplatte einer oberen Brennstoffzelllage zu den Erhebungen der Blechlagen der Bipolarplatte einer direkt unter der oberen Brennstoffzelllage angeordneten unteren Brennstoffzelllage um die Hälfte der Periodenlänge verschoben sind.A fuel cell stack can be realized from stacked fuel cell stack layers according to the invention. In one embodiment, the fuel cell stack is characterized in that the elevations of the sheet layers of the bipolar plate of an upper fuel cell layer to the elevations of the sheet layers of the bipolar plate of a arranged directly below the upper fuel cell layer lower fuel cell layer are shifted by half the period length.

Die Flussfelder der Reaktanten können dann bezüglich der Gasdiffusionsschicht gegenüberliegend angeordnet sein. Die durch die Bipolarplatten abgedeckte Fläche ist minimiert und die wirksame Fläche zwischen den Flussfeldern der Reaktanten ist maximiert. Da die eine Blechlage beide GDL, zwischen den die zugehörige Bipolarplatte angeordnet ist, elektrisch kontaktiert und die untere Bipolarplatte bezüglich der oberen Bipolarplatte um eine halbe Periodenlänge verschoben ist, liegen die Kontaktpunkte der Bipolarplatten an der GDL, zwischen den die zugehörige Bipolarplatte angeordnet ist, gegenüber. Dies ermöglicht effizienten Ladungstransport.The flow fields of the reactants may then be located opposite one another with respect to the gas diffusion layer. The area covered by the bipolar plates is minimized and the effective area between the flow fields of the reactants is maximized. Since one sheet metal layer both GDL, between which the associated bipolar plate is arranged, electrically contacted and the lower bipolar plate is shifted with respect to the upper bipolar plate by half a period length, the contact points of the bipolar plates on the GDL, between which the associated bipolar plate is arranged opposite. This enables efficient charge transport.

In einer anderen Ausführungsform ist der Brennstoffzellenstapel dadurch gekennzeichnet, dass auf der Bipolarplatte eine weitere Schicht angeordnet ist, die eine weitere Membran-Elektroden-Einheit zwischen zwei weiteren Gasdiffusionsschichten umfasst. Dabei ist eine weitere Blechlage unter der Schicht oder auf der weiteren Schicht angeordnet. Die weitere Blechlage weist im Querschnitt eine weitere periodische Struktur mit Erhebungen und Vertiefungen mit derselben Periodenlänge auf. Die weitere Blechlage ist so angeordnet, dass die Erhebungen der Blechlagen der Bipolarplatte zu den Erhebungen der weiteren Blechlage um die Hälfte der Periodenlänge verschoben sind.In another embodiment, the fuel cell stack is characterized in that on the bipolar plate, a further layer is arranged, which comprises a further membrane-electrode assembly between two further gas diffusion layers. In this case, a further sheet metal layer is arranged below the layer or on the further layer. The further sheet-metal layer has in cross section a further periodic structure with elevations and depressions with the same period length. The further sheet metal layer is arranged so that the elevations of the sheet metal layers of the bipolar plate are shifted to the elevations of the further sheet metal layer by half the period length.

Die Flussfelder der Reaktanten sind ebenfalls übereinander angeordnet, so dass Diffusionswege kurz und damit effektiv sind. Außerdem ist die wirksame Fläche zwischen den Flussfeldern der Reaktanten ebenfalls maximiert. The flow fields of the reactants are also stacked so that diffusion paths are short and therefore effective. In addition, the effective area between the flow fields of the reactants is also maximized.

Erfindungsgemäß wird weiterhin ein Kraftfahrzeug gemäß Anspruch 10 mit einem Brennstoffzellenstapel vorgestellt, wobei der Brennstoffzellenstapel erfindungsgemäße Brennstoffzellstapellagen umfasst, die übereinander gestapelt sind.According to the invention, a motor vehicle according to claim 10 is further presented with a fuel cell stack, the fuel cell stack comprises fuel cell stack according to the invention, which are stacked one above the other.

Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.Further preferred embodiments of the invention will become apparent from the remaining, mentioned in the dependent claims characteristics.

Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:The invention will be explained below in embodiments with reference to the accompanying drawings. Show it:

1 einen Querschnitt einer ersten beispielhaften Ausführungsform der Erfindung, 1 a cross section of a first exemplary embodiment of the invention,

2 einen Querschnitt einer zweiten beispielhaften Ausführungsform der Erfindung und 2 a cross section of a second exemplary embodiment of the invention and

3 einen Querschnitt einer dritten beispielhaften Ausführungsform der Erfindung. 3 a cross section of a third exemplary embodiment of the invention.

1 zeigt einen Querschnitt einer ersten beispielhaften Ausführungsform der Erfindung. Eine Bipolarplatte 10 umfasst zwei profilierte Blechlagen 20, 30. Beide Blechlagen 20, 30 weisen im Querschnitt eine periodische Struktur mit Vertiefungen 22, 32 und Erhebungen 21, 31 auf. Die Periodenlänge P der beiden Blechlagen 20, 30 zwischen zwei Erhebungen 21, 31 beziehungsweise zwischen zwei Vertiefungen 22, 32 einer der beiden Blechlagen 20, 30 ist dabei dieselbe. Das Ausmaß der Erhebungen 21 der einen Blechlage 20 ist im Verhältnis zum Ausmaß der Erhebungen 31 der anderen Blechlage 30 größer gewählt, so dass bei Anordnung der Vertiefungen 22 der einen Blechlage 20 in den Vertiefungen 32 der anderen Blechlage 30 zwischen den Erhebungen 21, 31 der Blechlagen 20, 30 Kanäle entstehen. Im dargestellten Beispiel ist die äußere Breite der Erhebungen 31 der anderen Blechlage 30 im Querschnitt in jeder Höhe nicht größer als die innere Breite der Erhebungen 21 der einen Blechlage 20. Zudem ist im dargestellten Beispiel die Höhe h der Erhebungen 31 der anderen Blechlage 30 mehr als die Hälfte geringer als die Höhe H der Erhebungen 21 der einen Blechlage 20. 1 shows a cross section of a first exemplary embodiment of the invention. A bipolar plate 10 includes two profiled sheet metal layers 20 . 30 , Both sheet metal layers 20 . 30 have a periodic structure with recesses in cross-section 22 . 32 and surveys 21 . 31 on. The period length P of the two sheet metal layers 20 . 30 between two surveys 21 . 31 or between two depressions 22 . 32 one of the two sheet metal layers 20 . 30 is the same. The extent of the surveys 21 the one sheet metal layer 20 is proportional to the extent of the surveys 31 the other sheet metal layer 30 chosen larger, so that with arrangement of the depressions 22 the one sheet metal layer 20 in the wells 32 the other sheet metal layer 30 between the surveys 21 . 31 the sheet metal layers 20 . 30 Channels arise. In the example shown, the outer width of the surveys 31 the other sheet metal layer 30 in cross-section at any height not greater than the inner width of the elevations 21 the one sheet metal layer 20 , In addition, in the example shown, the height h of the surveys 31 the other sheet metal layer 30 more than half less than the height H of the surveys 21 the one sheet metal layer 20 ,

Die Erhebungen 21, 31 und die Vertiefungen 22, 32 beider Blechlagen 20, 30 sind dabei „in Phase“, das heißt, die Erhebungen 31 der anderen Blechlage 30 sind in den Erhebungen 21 der einen Blechlage 20 angeordnet, was angesichts des gewählten Ausmaßverhältnisses der Erhebungen 21, 31 möglich ist. Die Vertiefungen 22 der einen Blechlage 20 sind so in den Vertiefungen 32 der anderen Blechlage 30 angeordnet, dass sich die Blechlagen 20, 30 zumindest in Tiefpunkten der Vertiefungen 22, 32 berühren. In den Tiefpunkten der Vertiefungen 22, 32 sind die Blechlagen 20, 30 mit einander verbunden, zum Beispiel durch Schweißen.The surveys 21 . 31 and the depressions 22 . 32 both sheet metal layers 20 . 30 are "in phase", that is, the surveys 31 the other sheet metal layer 30 are in the surveys 21 the one sheet metal layer 20 arranged, given the chosen proportions of the surveys 21 . 31 is possible. The wells 22 the one sheet metal layer 20 are so in the wells 32 the other sheet metal layer 30 arranged that the sheet metal layers 20 . 30 at least in low points of the wells 22 . 32 touch. In the low points of the wells 22 . 32 are the sheet metal layers 20 . 30 connected with each other, for example by welding.

In 1 sind die Erhebungen 21 der einen Blechlage 20 höher als die Erhebungen 31 der anderen Blechlage 30. Gleich hohe Erhebungen 21, 31 sind aber möglich. Die Erhebungen 21, 31 und die Vertiefungen 22, 32 beider Blechlagen 20, 30 sind im Wesentlichen trapezförmig dargestellt.In 1 are the surveys 21 the one sheet metal layer 20 higher than the elevations 31 the other sheet metal layer 30 , Equally high elevations 21 . 31 but are possible. The surveys 21 . 31 and the depressions 22 . 32 both sheet metal layers 20 . 30 are shown essentially trapezoidal.

Dreiecksform, Trogform oder Sinusiodform sind auch möglich. Dies ist im dritten Ausführungsbeispiel in 3 dargestellt. Insbesondere sind auch unterschiedliche Formen der Erhebungen der beiden Blechlagen möglich. Die Form kann vorteilhafter Weise so bestimmt werden, dass (a) die Querschnittsflächen der Kanäle proportional zu Druckverlust und/oder Höhe der Volumenströme der Reaktanten und des Temperiermittels sind und/oder dass (b) die Oberfläche zwischen den Kanälen maximiert wird, und/oder dass (c) das Verhältnis der Oberfläche des Temperierkanals mit dem Kanal für Wasserstoff zur Oberfläche des Temperierkanals mit dem Kanal für Luft beziehungsweise Sauerstoff dem Verhältnis der Volumenströme und/oder des jeweiligen Kühlbedarfs entspricht.Triangular shape, trough shape or sinusoidal shape are also possible. This is in the third embodiment in 3 shown. In particular, different shapes of the elevations of the two sheet metal layers are possible. The shape may advantageously be determined such that (a) the cross-sectional areas of the channels are proportional to pressure loss and / or height of the reactant and tempering agent flow rates and / or (b) the surface between the channels is maximized, and / or in that (c) the ratio of the surface of the tempering channel to the channel for hydrogen to the surface of the tempering channel with the channel for air or oxygen corresponds to the ratio of the volume flows and / or the respective cooling requirement.

Im dritten Ausführungsbeispiel ist eine Breite w1 der Vertiefungen 22 geringer als eine Breite W1 Erhebungen 21 und eine Breite w2 der Erhebungen 31 geringer als die Hälfte die Summe der Breiten w1 und W2, und die Höhe h der Erhebungen 31 ist geringer als die Höhe H der Erhebungen 21. Zudem können die Breite w1 der Vertiefungen 22 größer als die Breite w2 der Erhebungen 31 sein.In the third embodiment, a width w1 of the recesses 22 less than a width W1 elevations 21 and a width w2 of the surveys 31 less than half the sum of the widths w1 and W2, and the height h of the surveys 31 is less than the height H of the surveys 21 , In addition, the width w1 of the recesses 22 greater than the width w2 of the surveys 31 be.

Die Bipolarplatte 10 ist Teil einer Brennstoffzelllage 100, die weiterhin eine Schicht 60 umfasst, die aus zwei Gasdiffusionsschichten 40 (GDL) und einer zwischen den zwei GDL 40 angeordneten Membranelektrodeneinheit (MEA) besteht. Die MEA ist aus einer Anode 41 und einer Kathode 42 sowie einer zwischen Anode 41 und Kathode 42 angeordneten Membran 43 aufgebaut. Die Membran 43 ist beispielsweise einer Polymer-Elektrolyt-Membran.The bipolar plate 10 is part of a fuel cell location 100 that continues to be a layer 60 includes, consisting of two gas diffusion layers 40 (GDL) and one between the two GDLs 40 arranged membrane electrode unit (MEA) consists. The MEA is from an anode 41 and a cathode 42 and one between anode 41 and cathode 42 arranged membrane 43 built up. The membrane 43 is for example a polymer electrolyte membrane.

Zwei Brennstoffzelllagen 100 sind in 1 beispielhaft zu einem Brennstoffzellstapel 110 aufeinander gestapelt. Größere Stapel sind möglich und üblich. Der Stapel ist durch eine Abschlussschicht 70 abgeschlossen. Die Abschlussschicht 70 kann beispielsweise ebenfalls aus zwei GDL 40 und einer zwischen den zwei GDL 40 angeordneten MEA bestehen.Two fuel cell layers 100 are in 1 as an example to a fuel cell stack 110 stacked on top of each other. Larger stacks are possible and usual. The stack is through a finishing layer 70 completed. The finishing layer 70 For example, you can also use two GDLs 40 and one between the two GDLs 40 arranged MEA exist.

Beidseitig der Schicht 60 zwischen den Bipolarplatten 10 der zwei Brennstoffzelllagen 100 werden durch die Erhebungen 31 der anderen Blechlage 30 einer oberen Bipolarplatte 10 und die Schicht 60 Kanäle für Wasserstoff gebildet. Durch die Vertiefungen 22 der einen Blechlage 20 einer unteren Bipolarplatte 10 und die Schicht 60 werden Kanäle für Luft beziehungsweise Sauerstoff gebildet. Dabei sind die Kanäle für Wasserstoff gegenüberliegend zu den Kanälen für Luft beziehungsweise Sauerstoff angeordnet. Das heißt, die Erhebungen 21, 31 der oberen Bipolarplatte 10 sind gegenüber den Erhebungen der unteren Bipolarplatte 10 um die Hälfte der Periodenlänge P verschoben. Durch die unterschiedliche Breite und Höhe der Erhebungen 21, 31 werden zwischen den Erhebungen 21, 31 der Blechlagen 20, 30 Kanäle für ein Temperiermittel gebildet.Both sides of the layer 60 between the bipolar plates 10 the two fuel cell layers 100 be through the surveys 31 the other sheet metal layer 30 an upper bipolar plate 10 and the layer 60 Channels formed for hydrogen. Through the depressions 22 the one sheet metal layer 20 a lower bipolar plate 10 and the layer 60 Channels for air or oxygen are formed. In this case, the channels for hydrogen are arranged opposite to the channels for air or oxygen. That is, the surveys 21 . 31 the upper bipolar plate 10 are opposite the elevations of the lower bipolar plate 10 shifted by half the period length P. Due to the different width and height of the surveys 21 . 31 be between the surveys 21 . 31 the sheet metal layers 20 . 30 Channels formed for a temperature control.

2 zeigt einen Querschnitt einer zweiten beispielhaften Ausführungsform der Erfindung. Zwei Brennstoffzelllagen 100 sind, wie schon in 1 gezeigt, beispielhaft zu einem Brennstoffzellstapel 110 aufeinander gestapelt, wobei zwischen den Brennstoffzelllagen 100 eine weitere Schicht 60 und eine weitere Blechlage 50 eingefügt sind. Größere Stapel sind möglich und üblich. Der Stapel ist durch eine Abschlussschicht 70 abgeschlossen. Die Abschlussschicht 70 kann beispielsweise ebenfalls aus zwei GDL 40 und einer zwischen den zwei GDL 40 angeordneten MEA bestehen. 2 shows a cross section of a second exemplary embodiment of the invention. Two fuel cell layers 100 are, as already in 1 shown as an example of a fuel cell stack 110 stacked on each other, being between the fuel cell layers 100 another layer 60 and another sheet metal layer 50 are inserted. Larger stacks are possible and usual. The stack is through a finishing layer 70 completed. The finishing layer 70 For example, you can also use two GDLs 40 and one between the two GDLs 40 arranged MEA exist.

Die weitere Blechlage 50 weist ebenfalls eine periodische Struktur mit derselben Periodenlänge P auf, wie die Blechlagen 20, 30 der Bipolarplatte 10. Das heißt, die weitere Blechlage 50 hat im Querschnitt Erhebungen 51, die sich mit Vertiefungen 52 abwechseln und zueinander im Abstand P angeordnet sind. Durch die Erhebungen 51 und Vertiefungen 52 der weiteren Blechlage und die Schicht 60 der Brennstoffzelllage 100 beziehungsweise die weitere Schicht 60, werden Kanäle für Luft beziehungsweise Sauerstoff und für Wasserstoff gebildet.The further sheet metal layer 50 also has a periodic structure with the same period length P as the sheet metal layers 20 . 30 the bipolar plate 10 , That is, the more sheet metal layer 50 has surveys in cross-section 51 that deals with depressions 52 alternate and are arranged at a distance P to each other. Through the surveys 51 and depressions 52 the further sheet metal layer and the layer 60 the fuel cell layer 100 or the further layer 60 , channels are formed for air or oxygen and for hydrogen.

Im Unterschied zu dem in 1 gezeigten Beispiel sind im in 2 gezeigten Beispiel je zwei benachbarte Brennstoffzelllagen 100 in Phase, während die weitere Blechlage um eine halbe Periodenlänge verschoben ist. Das heißt, die Erhebungen 21, 31 der Bipolarplatten 10 liegen über einander und die Erbebungen der weiteren Blechlagen 50 liegen übereinander. Hingegen sind die Erhebungen 51 der weiteren Blechlagen 50 gegenüber den Erhebungen 21, 31, der Bipolarplatten 10 um die Hälfte der Periodenlänge P verschoben. Unlike the in 1 example shown are in 2 example shown two adjacent fuel cell layers 100 in phase, while the other sheet metal layer is shifted by half a period length. That is, the surveys 21 . 31 the bipolar plates 10 lie over each other and the heritage of the other sheet metal layers 50 lie one above the other. On the other hand, the surveys 51 the other sheet metal layers 50 opposite the surveys 21 . 31 , the bipolar plates 10 shifted by half the period length P.

Durch die Erhebungen 31 der anderen Blechlage 30 der Bipolarplatten 10 und die jeweilige Schicht 60 werden Kanäle für Wasserstoff gebildet und durch die Vertiefungen 21 der eine Blechlage 20 der Bipolarplatten 10 und die jeweilige Schicht 60 werden Kanäle für Luft beziehungsweise Sauerstoff gebildet. Durch die unterschiedliche Breite und Höhe der Erhebungen 21, 31 werden zwischen den Erhebungen 21, 31 der Blechlagen 20, 30 Kanäle für ein Temperiermittel gebildet. Die Erbebungen 51 der weiteren Blechlage 50 liegen durch die Verschiebung um die Hälfte der Periodenlänge P den Sauerstoffkanälen beziehungsweise Luftkanälen der Bipolarplatten 10 gegenüber und sind von diesen durch die jeweilige Schicht 60 getrennt. Die Erbebungen 51 der weiteren Blechlage 50 dienen zusammen mit der jeweiligen Schicht 60 als Wasserstoffkanäle. Die Vertiefungen 52 der weiteren Blechlage 50 liegen durch die Verschiebung um die Hälfte der Periodenlänge P den Wasserstoffkanälen der Bipolarplatten 10 gegenüber und sind von diesen durch die jeweilige Schicht 60 getrennt. Die Vertiefungen 52 der weiteren Blechlage 50 dienen zusammen mit der jeweiligen Schicht 60 als Sauerstoffkanäle beziehungsweise als Luftkanäle.Through the surveys 31 the other sheet metal layer 30 the bipolar plates 10 and the respective layer 60 channels are formed for hydrogen and through the depressions 21 the one sheet metal layer 20 the bipolar plates 10 and the respective layer 60 Channels for air or oxygen are formed. Due to the different width and height of the surveys 21 . 31 be between the surveys 21 . 31 the sheet metal layers 20 . 30 Channels formed for a temperature control. The pastures 51 the further sheet metal layer 50 are due to the shift by half the period length P the oxygen channels or air channels of the bipolar plates 10 opposite and are of these by the respective layer 60 separated. The pastures 51 the further sheet metal layer 50 serve together with the respective layer 60 as hydrogen channels. The wells 52 the further sheet metal layer 50 are due to the shift by half the period length P the hydrogen channels of the bipolar plates 10 opposite and are of these by the respective layer 60 separated. The wells 52 the further sheet metal layer 50 serve together with the respective layer 60 as oxygen channels or as air channels.

In 2 sind die Erhebungen 51 der weiteren Blechlage 50 höher als die Erhebungen 31 der anderen Blechlage 30 und niedriger als die Erhebungen 21 der einen Blechlage 20. Die Höhe der Erhebungen 51 der weiteren Blechlage 50 ist jedoch frei wählbar. Die Erhebungen 51 und die Vertiefungen 52 der weiteren Blechlage 50 sind im Wesentlichen trapezförmig dargestellt. Dreiecksform, Trogform oder Sinusform sind auch möglich. Die Erhebungen 51 können, wie dargestellt, schmaler als die Vertiefungen 52 sein, um den unterschiedlichen Volumenströme der Reaktanten Rechnung zu tragen.In 2 are the surveys 51 the further sheet metal layer 50 higher than the elevations 31 the other sheet metal layer 30 and lower than the surveys 21 the one sheet metal layer 20 , The height of the surveys 51 the further sheet metal layer 50 is however freely selectable. The surveys 51 and the depressions 52 the further sheet metal layer 50 are shown essentially trapezoidal. Triangular shape, trough shape or sinusoidal shape are also possible. The surveys 51 can, as shown, narrower than the wells 52 be to account for the different volume flows of the reactants.

Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS

1010
Bipolarplatte bipolar
2020
eine Blechlage a sheet metal layer
2121
periodische Erhebungen der einen Blechlage periodic elevations of a sheet metal layer
2222
periodische Vertiefungen der einen Blechlage periodic depressions of a sheet metal layer
3030
andere Blechlage other sheet metal situation
3131
periodische Erhebungen der anderen Blechlage periodic elevations of the other sheet metal layer
3232
periodische Vertiefungen der anderen Blechlage periodic depressions of the other sheet metal layer
4040
Gasdiffusionsschicht Gas diffusion layer
4141
Anode anode
4242
Kathode cathode
4343
Polymer-Elektrolyt-Membran Polymer electrolyte membrane
5050
weitere Blechlage more sheet metal position
5151
periodische Erhebungen der weiteren Blechlage periodic elevations of the further sheet metal layer
5252
periodische Vertiefungen der weiteren Blechlage Periodic depressions of the other sheet metal layer
6060
Schicht layer
7070
Abschlussschicht topcoat
100100
Brennstoffzelllage Fuel cell layer
110110
Brennstoffzellstapel Fuel cell stack
200200
Brennstoffzelllage Fuel cell layer
210210
Brennstoffzellstapel Fuel cell stack
HH
Höhe der Erhebungen der einen Blechlage Height of the elevations of a sheet metal layer
hH
Höhe der Erhebungen der anderen Blechlage Height of the elevations of the other sheet metal layer
PP
Periodenlänge period length

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Claims (10)

Bipolarplatte (10) für eine Brennstoffzelle (100, 200) umfassend zwei Blechlagen (20, 30), wobei jede der zwei Blechlagen im Querschnitt je eine periodische Struktur mit Erhebungen (21, 31) und Vertiefungen (22, 32) mit einer selben Periodenlänge (P) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verhältnis eines Ausmaßes der Erhebungen (21) der einen Blechlage (20) zu einem Ausmaß der Erhebungen (31) der anderen Blechlage (30) so gewählt ist, dass sich die Vertiefungen (22) der einen Blechlage (20) in den Vertiefungen (32) der anderen Blechlage (30) so anordnen lassen, dass zwischen den Erhebungen (21, 31) der Blechlagen (20, 30) Kanäle entstehen.Bipolar plate ( 10 ) for a fuel cell ( 100 . 200 ) comprising two sheet metal layers ( 20 . 30 ), each of the two sheet metal layers in cross-section each having a periodic structure with elevations ( 21 . 31 ) and depressions ( 22 . 32 ) having a same period length (P), characterized in that a ratio of an extent of the surveys (P) 21 ) of a sheet metal layer ( 20 ) to an extent of the surveys ( 31 ) of the other sheet metal layer ( 30 ) is selected so that the depressions ( 22 ) of a sheet metal layer ( 20 ) in the depressions ( 32 ) of the other sheet metal layer ( 30 ) so that between the surveys ( 21 . 31 ) of the sheet metal layers ( 20 . 30 ) Channels are created. Bipolarplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhebungen (21) der anderen Blechlage (30) in den Erhebungen (21) der einen Blechlage (20) angeordnet sind und die Blechlagen in den Vertiefungen (22, 32) miteinander verbunden sind.Bipolar plate according to claim 1, characterized in that the elevations ( 21 ) of the other sheet metal layer ( 30 ) in the surveys ( 21 ) of a sheet metal layer ( 20 ) are arranged and the sheet metal layers in the recesses ( 22 . 32 ) are interconnected. Bipolarplatte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe (h) der Erhebungen (31) der anderen Blechlage (30) geringer ist als die Hälfte der Höhe (H) der Erhebungen (21) der einen Blechlage (20).Bipolar plate according to claim 1 or 2, characterized in that the height (h) of the elevations ( 31 ) of the other sheet metal layer ( 30 ) is less than half the height (H) of the surveys ( 21 ) of a sheet metal layer ( 20 ). Bipolarplatte nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhebungen (31) der anderen Blechlage (30) trogförmig oder sinusiodal sind.Bipolar plate according to one of the preceding claims, characterized in that the elevations ( 31 ) of the other sheet metal layer ( 30 ) are trough-shaped or sinusoidal. Bipolarplatte nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhebungen (21) der einen Blechlage (20) trogförmig oder sinusiodal sind.Bipolar plate according to one of the preceding claims, characterized in that the elevations ( 21 ) of a sheet metal layer ( 20 ) are trough-shaped or sinusoidal. Bipolarplatte nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Querschnittsfläche einer der Erhebungen (31) der anderen Blechlage (30) höchstens halb so groß wie eine weitere Querschnittsfläche einer der Erhebungen (21) der einen Blechlage (20) ist und eine noch weitere Querschnittsfläche der Vertiefungen (22) der einen Blechlage (20) zumindest größer als die Querschnittsfläche ist.Bipolar plate according to one of the preceding claims, characterized in that a cross-sectional area of one of the elevations ( 31 ) of the other sheet metal layer ( 30 ) at most half the size of another cross-sectional area of one of the surveys ( 21 ) of a sheet metal layer ( 20 ) and an even further cross-sectional area of the depressions ( 22 ) of a sheet metal layer ( 20 ) is at least greater than the cross-sectional area. Brennstoffzellstapellage (100, 200) mit einer Bipolarplatte (10) und einer an die Bipolarplatte (10) auf einer Seite angrenzenden Schicht (60), die eine Membran-Elektroden-Einheit zwischen zwei Gasdiffusionsschichten (40) umfasst, wobei die Membran-Elektroden-Einheit eine zwischen einer Anode (41) und einer Kathode (42) angeordnete Polymer-Elektrolyt-Membran (43) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Bipolarplatte (10) einem der vorangehenden Ansprüche entspricht.Fuel cell stack ( 100 . 200 ) with a bipolar plate ( 10 ) and one to the bipolar plate ( 10 ) on a side adjacent layer ( 60 ) comprising a membrane-electrode assembly between two gas diffusion layers ( 40 ), wherein the membrane-electrode unit is one between an anode ( 41 ) and a cathode ( 42 ) arranged polymer electrolyte membrane ( 43 ), characterized in that the bipolar plate ( 10 ) corresponds to one of the preceding claims. Brennstoffzellenstapel (110) mit übereinander gestapelten Brennstoffzelllagen (100), dadurch gekennzeichnet, dass die Brennstoffzelllagen (100) dem Anspruch 7 entspricht und dass die Erhebungen (21, 31) der Blechlagen (20, 30) der Bipolarplatte (10) einer oberen Brennstoffzelllage (100) zu den Erhebungen (21, 31) der Blechlagen (20, 30) der Bipolarplatte (10) einer direkt unter der oberen Brennstoffzelllage (100) angeordneten unteren Brennstoffzelllage (100) um die Hälfte der Periodenlänge (P) verschoben sind.Fuel cell stack ( 110 ) with stacked fuel cell layers ( 100 ), characterized in that the fuel cell layers ( 100 ) corresponds to claim 7 and that the surveys ( 21 . 31 ) of the sheet metal layers ( 20 . 30 ) of the bipolar plate ( 10 ) an upper fuel cell layer ( 100 ) to the surveys ( 21 . 31 ) of the sheet metal layers ( 20 . 30 ) of the bipolar plate ( 10 ) one directly under the upper fuel cell layer ( 100 ) arranged lower fuel cell layer ( 100 ) are shifted by half the period length (P). Brennstoffzellenstapel (210) mit übereinander gestapelten Brennstoffzelllagen (200), dadurch gekennzeichnet, dass die Brennstoffzelllagen (200) dem Anspruch 7 entspricht und dass an die Bipolarplatte (10) auf der anderen Seite eine weitere Schicht (60) angrenzt, die eine weitere Membran-Elektroden-Einheit zwischen zwei weiteren Gasdiffusionsschichten (40) umfasst, wobei eine weitere Blechlage (50) unter der Schicht (60) oder auf der weiteren Schicht (60) angeordnet ist, wobei die weitere Blechlage (50) im Querschnitt eine weitere periodische Struktur mit Erhebungen (51) und Vertiefungen (52) mit derselben Periodenlänge (P) aufweist und so angeordnet ist, dass die Erhebungen (21, 31) der Blechlagen (20, 30) der Bipolarplatte (10) zu den Erhebungen (51) der weiteren Blechlage (50) um die Hälfte der Periodenlänge (P) verschoben sind.Fuel cell stack ( 210 ) with stacked fuel cell layers ( 200 ), characterized in that the fuel cell layers ( 200 ) corresponds to claim 7 and that to the bipolar plate ( 10 ) on the other side another layer ( 60 ), which forms another membrane-electrode unit between two further gas diffusion layers ( 40 ), wherein a further sheet metal layer ( 50 ) under the layer ( 60 ) or on the further layer ( 60 ), wherein the further sheet metal layer ( 50 ) in cross-section another periodic structure with elevations ( 51 ) and depressions ( 52 ) having the same period length (P) and being arranged so that the projections ( 21 . 31 ) of the sheet metal layers ( 20 . 30 ) of the bipolar plate ( 10 ) to the surveys ( 51 ) of the further sheet metal layer ( 50 ) are shifted by half the period length (P). Kraftfahrzeug mit einem Brennstoffzellenstapel (110, 210) gemäß Anspruch 8 oder 9.Motor vehicle with a fuel cell stack ( 110 . 210 ) according to claim 8 or 9.
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