Bipolarplatte, Anordnung elektrochemischer Zellen und Verfahren zum Betrieb der Anordnung elektrochemischer Zellen

Die Erfindung betrifft eine Bipolarplatte für eine elektrochemische Zelle, umfassend mindestens eine erste Monopolarplatte mit einer ersten Sicke und eine zweite Monopolarplatte mit einer zweiten Sicke, wobei die erste Sicke und die zweite Sicke gegenüberliegend angeordnet sind und einen Kanal bilden, wobei die erste Sicke und die zweite Sicke jeweils eine mittlere Grundfläche und mindestens zwei geneigte Flächen umfassen. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung der Bipolarplatte sowie eine Anordnung elektrochemischer Zellen und ein Verfahren zum Betrieb der Anordnung elektrochemischer Zellen.

Stand der Technik

Elektrochemische Zellen sind elektrochemische Energiewandler und in Form von Brennstoffzellen oder Elektrolyseuren bekannt.

Eine Brennstoffzelle wandelt chemische Reaktionsenergie in elektrische Energie. Bei bekannten Brennstoffzellen werden insbesondere Wasserstoff (H ₂ ) und Sauerstoff (O ₂ ) in Wasser (H ₂ O), elektrische Energie und Wärme gewandelt.

Unter anderem sind Protonenaustauschmembran (Proton Exchange Membrane = PEM)-Brennstoffzellen bekannt. Protonenaustauschmembran-Brennstoffzellen weisen eine zentral angeordnete Membran auf, die für Protonen, also Wasserstoffionen, durchlässig ist. Das Oxidationsmittel, insbesondere Luftsauerstoff, ist dadurch räumlich von dem Brennstoff, insbesondere Wasserstoff, getrennt.

Brennstoffzellen weisen eine Anode und eine Kathode auf. Der Brennstoff wird an der Anode der Brennstoffzelle kontinuierlich zugeführt und katalytisch unter Abgabe von Elektronen zu Protonen oxidiert, die zur Kathode gelangen. Die abgegebenen Elektronen werden aus der Brennstoffzelle abgeleitet und fließen über einen externen Stromkreis zur Kathode. Das Oxidationsmittel wird an der Kathode der Brennstoffzelle zugeführt und reagiert durch Aufnahme der Elektronen aus dem externen Stromkreis und Protonen zu Wasser. Das so entstandene Wasser wird aus der Brennstoffzelle abgeleitet. Die Bruttoreaktion lautet:

0 ₂ + 4H ⁺ + 4e - 2H ₂ 0

Zwischen der Anode und der Kathode der Brennstoffzelle liegt dabei eine Spannung an. Zur Erhöhung der Spannung können mehrere Brennstoffzellen mechanisch hintereinander zu einem Brennstoffzellenstapel, der auch als Stack oder Brennstoffzellenaufbau bezeichnet wird, angeordnet und elektrisch in Reihe geschaltet werden.

Ein Stapel von elektrochemischen Zellen, der als Anordnung elektrochemischer Zellen bezeichnet werden kann, weist üblicherweise Endplatten auf, die die einzelnen Zellen miteinander verpressen und dem Stapel Stabilität verleihen.

Die Elektroden, also die Anode und die Kathode, und die Membran können konstruktiv zu einer Membran- Elektroden-Anordnung (MEA) zusammengefasst sein, die auch als Membrane Electrode Assembly bezeichnet wird.

Stapel von elektrochemischen Zellen weisen ferner Bipolarplatten auf, die auch als Gasverteilerplatten oder Verteilerplatten bezeichnet werden. Bipolarplatten dienen zur gleichmäßigen Verteilung des Brennstoffs an die Anode sowie zur gleichmäßigen Verteilung des Oxidationsmittels an die Kathode. Neben der Medienführung bezüglich Sauerstoff, Wasserstoff, Wasser und gegebenenfalls eines Kühlmittels gewährleisten die Bipolarplatten einen flächigen elektrischen Kontakt zur Membran. Zum Beispiel umfasst ein Brennstoffzellenstapel typischerweise bis zu einige Hundert einzelne Brennstoffzellen, die lagenweise aufeinandergestapelt werden. Die einzelnen Brennstoffzellen weisen eine MEA sowie jeweils eine Bipolarplattenhälfte auf der Anodenseite und auf der Kathodenseite auf. Eine Brennstoffzelle umfasst insbesondere eine Anoden-Monopolar-Platte und eine Kathoden- Monopolar- Platte, üblicherweise jeweils in Form von geprägten Blechen, die zusammen die Bipolarplatte und damit Kanäle zur Führung von Gas und Flüssigkeiten bilden und zwischen denen das Kühlmedium fließen kann.

Weiterhin umfassen elektrochemische Zellen in der Regel Gasdiffusionslagen, die zwischen einer Bipolarplatte und einer MEA angeordnet sind.

Gegenüber einer Brennstoffzelle ist ein Elektrolyseur ein Energiewandler, welcher unter Anlegen von elektrischer Spannung bevorzugt Wasser zu Wasserstoff und Sauerstoff spaltet. Auch Elektrolyseure weisen unter anderem MEAs, Bipolarplatten und Gasdiffusionslagen auf.

Elektrochemische Zellen in einem Stapel werden häufig über senkrecht zur Membran der elektrochemischen Zelle angeordnete Medienkanäle mit den Medien, insbesondere Wasserstoff und Sauerstoff, versorgt beziehungsweise werden diese abgeführt. Die Medienkanäle sind durch Ports, die auch als Fluidanschlüsse bezeichnet werden können, mit den elektrochemischen Zellen, insbesondere mit den Bipolarplatten, fluidisch verbunden. Die Medienkanäle liegen üblicherweise am Rand des Stapels und werden häufig durch deckungsgleich übereinander angeordnete Aussparungen, die die Ports bilden, erzeugt. Von den Ports werden die Medien durch Port-Durchführungen in das sogenannte Flowfield, die aktive Fläche der Bipolarplatte beziehungsweise der Membran, geführt.

Insbesondere die zur MEA zeigenden Port-Durchführungen für Luft beziehungsweise Wasserstoff sind derart zu gestalten, dass die Port- Durchführungen einerseits eine möglichst große Öffnung für die einströmenden und ausströmenden Medien bereitstellen und andererseits eine möglichst gute mechanische Stützwirkung für auf der Gegenseite der MEA angeordnete Dichtungen bieten. DE 10158772 CI und DE 10248531 B4 betreffen Brennstoffzellenstapel mit einer Schichtung von mehreren Brennstoffzellen, wobei durch Bipolarplatten Medien zu- beziehungsweise abgeführt werden und Sickenanordnungen zur Abdichtung vorgesehen sind.

Offenbarung der Erfindung

Es wird eine Bipolarplatte für eine elektrochemische Zelle vorgeschlagen, umfassend mindestens eine erste Monopolarplatte mit einer ersten Sicke und eine zweite Monopolarplatte mit einer zweiten Sicke, wobei die erste Sicke und die zweite Sicke gegenüberliegend angeordnet sind und einen Kanal bilden, wobei die erste Sicke und die zweite Sicke jeweils eine mittlere Grundfläche und mindestens zwei geneigte Flächen umfassen und die erste Sicke und/oder die zweite Sicke mindestens eine äußere Grundfläche umfassen und wobei an der ersten Sicke und/oder der zweiten Sicke mindestens ein Öffnungselement zur Durchführung mindestens eines Mediums zwischen einer der mindestens zwei geneigten Flächen und der mindestens einen äußeren Grundfläche angeordnet ist und wobei das mindestens eine Öffnungselement eine Mantelfläche, eine erste offene Seitenfläche, eine zweite offene Seitenfläche und eine Deckfläche mit einer Öffnung aufweist und die erste offene Seitenfläche in der mindestens einen äußeren Grundfläche und die zweite offene Seitenfläche in der einen der mindestens zwei geneigten Flächen liegt.

Ferner wird eine Anordnung elektrochemischer Zellen vorgeschlagen, umfassend mindestens die Bipolarplatte und mindestens eine Membran- Elektroden- Anordnung, wobei das mindestens eine Öffnungselement so an der mindestens einen Bipolarplatte angeordnet ist, dass die Öffnung zu der mindestens einen Membran-Elektroden-Anordnung zeigt. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung der Bipolarplatte, wobei die erste Sicke und/oder die zweite Sicke und das mindestens eine Öffnungselement mittels Prägen aus einer Grundplatte der ersten Monopolarplatte beziehungsweise der zweiten Monopolarplatte hergestellt werden, und ein Verfahren zum Betrieb der Anordnung, wobei das mindestens eine Medium von dem Kanal durch das mindestens eine Öffnungselement zur mindestens einen Membran-Elektroden- Anordnung geführt wird, wobei das mindestens eine Medium durch die zweite offene Seitenfläche und/oder durch die erste offene Seitenfläche in das mindestens eine Öffnungselement eintritt und durch die Öffnung aus dem mindestens einen Öffnungselement austritt.

Die elektrochemische Zelle, die bevorzugt eine Brennstoffzelle oder ein Elektrolyseur ist, umfasst bevorzugt mindestens eine erfindungsgemäße Bipolarplatte, mindestens eine Gasdiffusionslage und mindestens eine Membran beziehungsweise Membran-Elektroden-Anordnung. Insbesondere ist jeweils eine Membran- Elektroden-Anordnung zwischen zwei Bipolarplatten angeordnet. Die Anordnung elektrochemischer Zellen, die bevorzugt ein Brennstoffzellenstapel ist, umfasst bevorzugt mindestens eine Membran-Elektroden-Anordnung, mindestens eine erfindungsgemäße Bipolarplatte, weiter bevorzugt mindestens zwei erfindungsgemäße Bipolarplatten, und mindestens einen Port. Der mindestens eine Port kann ein Einlass oder ein Auslass sein.

Die Bipolarplatte umfasst bevorzugt Kohlenstoff wie Graphit, ein Metall wie Edelstahl oder Titan und/oder eine Legierung enthaltend das Metall. Weiter bevorzugt ist die Bipolarplatte aus Kohlenstoff, dem Metall und/oder der Legierung aufgebaut.

Das mindestens eine Medium umfasst bevorzugt Wasserstoff, Luft beziehungsweise Sauerstoff, Wasser und/oder ein Kühlmedium, weiter bevorzugt umfasst das mindestens eine Medium das Kühlmedium, Wasserstoff oder ein Gemisch enthaltend Sauerstoff und/oder Wasser.

Das mindestens eine Öffnungselement dient zur Durchleitung des mindestens einen Mediums durch die erste Monopolarplatte beziehungsweise die zweite Monopolarplatte. Bevorzugt wird ausschließlich das mindestens eine Öffnungselement zur Durchleitung des mindestens einen Mediums durch die erste Monopolarplatte beziehungsweise die zweite Monopolarplatte genutzt. Das Öffnungselement kann auch als Ausformung oder Anprägung bezeichnet werden.

Die erste Sicke und/oder die zweite Sicke können auch als insbesondere metallische Dichtungssicken bezeichnet werden. Bevorzugt bilden die erste Sicke und die zweite Sicke ein Dichtungselement. Das Dichtungselement, das den mindestens einen Port bevorzugt nach außen und zu weiteren Medien abdichtet, wird von dem mindestens einen Medium überwunden, insbesondere durch die mindestens eine Öffnung, um gegebenenfalls zunächst in eine Verteilerstruktur und dann auf eine aktive Fläche der Bipolarplatte zu gelangen. Die erste Sicke und/oder die zweite Sicke sind bevorzugt an dem mindestens einen Port angeordnet. Weiter bevorzugt umgeben die erste Sicke und/oder die zweite Sicke den mindestens einen Port, mehr bevorzugt vollständig. Die erste Sicke und/oder die zweite Sicke können ausschließlich den mindestens einen Port und bevorzugt ausschließlich genau einen Port umgeben. Weiterhin können die erste Sicke und die zweite Sicke die aktive Fläche der Bipolarplatte beziehungsweise der, insbesondere benachbart angeordneten, MEA umgeben, bevorzugt vollständig umgeben, so dass die erste Sicke und die zweite Sicke gemeinsam als Dichtungselement des mindestens einen Ports beziehungsweise der aktiven Fläche wirken.

Die Öffnung kann auch als Durchgangsöffnung, Durchbruch oder Durchlass bezeichnet werden. Bevorzugt weisen die erste Sicke und/oder die zweite Sicke eine Vielzahl von Öffnungselementen und entsprechend eine Vielzahl an Öffnungen auf. Die Öffnung weist eine, bevorzugt runde, Querschnittsfläche auf.

Die Öffnung wird bevorzugt durch Lochen insbesondere der Grundplatte der ersten Monopolarplatte beziehungsweise der zweiten Monopolarplatte hergestellt. Alternativ kann zunächst das mindestens eine Öffnungselement hergestellt werden und im Anschluss die Öffnung ausgestanzt werden. Ferner ist eine spanende Bearbeitung möglich. Darüber hinaus kann in einem weiteren Prägeschritt die Kantenkontur des mindestens einen Öffnungselements optimiert werden.

Die mittlere Grundfläche und die mindestens eine äußere Grundfläche stellen bevorzugt horizontale Bereiche dar, die im Wesentlichen parallel zu der Grundplatte der ersten Monopolarplatte beziehungsweise der zweiten Monopolarplatte angeordnet sind. Weiter bevorzugt sind die mittlere Grundfläche und die mindestens eine äußere Grundfläche der ersten Sicke und/oder der zweiten Sicke jeweils im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet. Unter „im Wesentlichen parallel“ wird verstanden, dass die Grundflächen, also die mittlere Grundfläche und/oder die mindestens einen äußere Grundfläche zueinander beziehungsweise mit der Grundplatte einen Winkel von weniger als 20°, bevorzugt weniger als 10° einschließen. Die mittlere Grundfläche der ersten Monopolarplatte beziehungsweise der zweiten Monopolarplatte ist bevorzugt jeweils zwischen zwei geneigten Flächen angeordnet. Die mindestens zwei geneigten Flächen können auch als Schenkel oder Flanken bezeichnet werden. Ferner sind die mindestens zwei geneigten Flächen insbesondere gegenüber der mittleren Grundfläche und der mindestens einen äußeren Grundfläche geneigt. Ein Neigungswinkel liegt bevorzugt in einem Bereich von 100° bis 170°, weiter bevorzugt von 110° bis 160°.

Die mittlere Grundfläche und die mindestens eine äußere Grundfläche sind bevorzugt ebene Flächen. Die mindestens zwei geneigten Flächen können geschwungen sein, also mindestens eine Krümmung aufweisen. Die mindestens zwei geneigten Flächen, die insbesondere jeweils benachbart zur mittleren Grundfläche angeordnet sind, weisen bevorzugt einen Neigungswinkel mit entgegengesetztem Vorzeichen auf.

Die erste Sicke und/oder die zweite Sicke können mindestens zwei Öffnungselemente aufweisen, die auf gegenüberliegenden Seiten der mittleren Grundfläche angeordnet sein können. Die mindestens zwei Öffnungselemente können gegenüberliegend oder versetzt zueinander angeordnet sein.

Die mittlere Grundfläche weist bevorzugt eine erste Höhe auf, bezogen auf die Grundplatte der ersten Monopolarplatte beziehungsweise der zweiten Monopolarplatte, die insbesondere ein Grundniveau darstellt.

In einer ersten bevorzugten Ausführungsform ist die mindestens eine äußere Grundfläche, auf der insbesondere das mindestens eine Öffnungselement angeordnet ist, an nicht mehr als einer geneigten Fläche angeordnet. Die mindestens eine äußere Grundfläche ist entsprechend bevorzugt auf einer zweiten Höhe angeordnet, die weiter bevorzugt weniger als 10% der ersten Höhe beträgt. Insbesondere ist die mindestens eine äußere Grundfläche auf dem Grundniveau angeordnet. Die Öffnung ist in der Deckfläche angeordnet und die Deckfläche, insbesondere die Öffnung des mindestens einen Öffnungselements ist bevorzugt auf einer Austrittshöhe angeordnet, die mehr als 20%, insbesondere mehr als 50% der ersten Höhe beträgt.

In einer zweiten bevorzugten Ausführungsform weisen die erste Sicke und/oder die zweite Sicke jeweils mindestens drei geneigte Flächen, insbesondere drei oder vier geneigte Flächen, auf, wobei die mindestens eine äußere Grundfläche, insbesondere direkt zwischen zwei der mindestens drei geneigten Flächen angeordnet ist und eine Stufe, insbesondere zwischen den beiden geneigten Flächen, bildet. Die Stufe weist bevorzugt eine dritte Höhe auf, wobei die dritte Höhe kleiner als die erste Höhe ist und weiter bevorzugt die dritte Höhe 20% bis 80%, mehr bevorzugt 30% bis 70%, insbesondere bevorzugt 40% bis 60%, der ersten Höhe beträgt. Die zwei geneigten Flächen, die insbesondere auf der gleichen Seite der mittleren Grundfläche angeordnet sind beziehungsweise an dieselbe Stufe angrenzen, können denselben Neigungswinkel aufweisen. In der zweiten bevorzugten Ausführungsform ist das mindestens eine Öffnungselement auf der Stufe angeordnet.

Bevorzugt weist die mittlere Grundfläche der ersten Sicke und/oder der zweiten Sicke jeweils eine Dichtung auf. Weiter bevorzugt weisen die mittlere Grundfläche der ersten Sicke und die mittlere Grundfläche der zweiten Sicke jeweils eine Dichtung auf. Die Dichtung ist bevorzugt als Beschichtung ausgeführt. Weiterhin umfasst die Dichtung bevorzugt ein Polymer wie ein Elastomer, weiter bevorzugt umfasst die Dichtung ein Material ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Silikon, Kautschuk, insbesondere Fluorkautschuk (FKM), Polytetrafluorethylen (PTFE) und Mischungen daraus.

Das mindestens eine Öffnungselement kann als Hutze ausgeführt sein und/oder als halber Topf beschrieben werden. Ferner kann das mindestens eine Öffnungselement zumindest teilweise eine konische Form oder die Form eines Polyeders aufweisen, das bevorzugt durch Rauten und/oder Rechtecke begrenzt wird. Insbesondere weist das mindestens eine Öffnungselement die Form eines Rhomboeders auf.

Bevorzugt ist die Deckfläche im Wesentlichen parallel zu der mindestens einen äußeren Grundfläche angeordnet und insbesondere zu der Grundplatte der ersten Monopolarplatte bzw. der zweiten Monopolarplatte. Die Deckfläche weist bevorzugt eine rechteckige Form auf oder ist zumindest teilweise kreisförmig beziehungsweise rund. Zum Beispiel besitzt die Deckfläche teilweise die Form eines Halbkreises.

Bevorzugt ist die Mantelfläche durch die Deckfläche, die mindestens eine äußere Grundfläche und die eine der mindestens zwei geneigten Flächen begrenzt. Die Öffnung weist bevorzugt einen runden Querschnitt auf. Alternativ kann die Öffnung eine dritte offene Seitenfläche des Öffnungselements bilden, so dass das Öffnungselement auch als Hutze bezeichnet werden kann. In diesem Fall ist die Deckfläche bevorzugt vollständig offen.

Vorteile der Erfindung

Durch das mindestens eine Öffnungselement wird der Port der Bipolarplatte fluidisch mit der aktiven Fläche verbunden, wobei der Portbereich durch das Öffnungselement gleichzeitig versteift und abgestützt wird, um eine unerwünschte Verformung des Portbereichs zu verhindern und eine Anpressfläche zum Dichten zu bilden.

Ferner kann die Strömungsführung durch Gestaltung des mindestens einen Öffnungselements, zum Beispiel durch eine gezielte Gestaltung der Mantelfläche, optimiert werden.

Insbesondere die kreisförmige Öffnung weist nur kleine Fertigungstoleranzen auf.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

Es zeigen:

Figur 1 eine schematische Darstellung einer elektrochemischen Zelle,

Figur 2 eine Explosionsdarstellung einer Anordnung elektrochemischer Zellen,

Figur 3 eine perspektivische Ansicht einer Sickenanordnung gemäß dem Stand der Technik, Figur 4 eine perspektivische Ansicht einer ersten Monopolarplatte mit Öffnungselementen und

Figur 5 eine Querschnittsansicht einer Sickenanordnung mit einer Stufe.

Ausführungsformen der Erfindung

In der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsformen der Erfindung werden gleiche oder ähnliche Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente in Einzelfällen verzichtet wird. Die Figuren stellen den Gegenstand der Erfindung nur schematisch dar.

Figur 1 zeigt schematisch eine elektrochemische Zelle 1 in Form einer Brennstoffzelle. Die elektrochemische Zelle 1 weist eine Membran 2 als Elektrolyten auf. Die Membran 2 trennt einen Kathodenraum 6 von einem Anodenraum 8.

Im Kathodenraum 6 und Anodenraum 8 sind auf der Membran 2 jeweils eine Elektrodenschicht 3, eine Gasdiffusionslage 5 und eine Bipolarplatte 7 angeordnet. Der Verbund von Membran 2 und der Elektrodenschicht 3 kann auch als Membran-Elektroden-Anordnung 4 bezeichnet werden.

In den Bipolarplatten 7 werden Medien 29 zugeführt. Durch die Bipolarplatte 7 im Kathodenraum 6 gelangt Sauerstoff 9 zur Gasdiffusionslage 5 und durch die Bipolarplatte 7 des Anodenraums 8 gelangt Wasserstoff 11 zur entsprechenden Gasdiffusionslage 5.

Figur 2 zeigt eine Explosionsdarstellung einer Anordnung 69 elektrochemischer Zellen 1, die einen Brennstoffzellenstapel darstellt. Die Anordnung 69 umfasst einzelne elektrochemische Zellen 1, die zwischen Stromsammlern 33 und Endplatten 35 mit Spannelementen 37 verspannt werden.

Figur 3 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Ausschnitts einer Bipolarplatte 7 mit einer Sickenanordnung 57. Die Bipolarplatte 7 umfasst eine erste Monopolarplatte 13 mit einer ersten Sicke 15 und eine zweite Monopolarplatte 17 mit einer zweiten Sicke 19, jeweils gemäß dem Stand der Technik.

Die erste Sicke 15 und die zweite Sicke 19 sind gegenüberliegend angeordnet und bilden einen Kanal 21. Die erste Sicke 15 und die zweite Sicke 19 umfassen jeweils eine mittlere Grundfläche 23 und zwei geneigte Flächen 24, wobei die geneigten Flächen 24 Öffnungen 27 aufweisen, durch die ein Medium 29 geführt werden kann.

Figur 4 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Ausschnitts einer ersten Monopolarplatte 13 mit einer ersten Sicke 15. Die erste Monopolarplatte 13 weist eine mittlere Grundfläche 23, zwei geneigte Flächen 24 und eine äußere Grundfläche 25 auf. An der ersten Sicke 15 sind zwischen einer der geneigten Flächen 24 und der äußeren Grundfläche 25 zwei Öffnungselemente 111 zur Durchführung des Mediums 29 angeordnet. Die Öffnungselemente 111 weisen jeweils eine Mantelfläche 121, eine erste offene Seitenfläche 113, eine zweite offene Seitenfläche 115 und eine Deckfläche 140 auf. Die Deckflächen 140 besitzen jeweils eine Öffnung 27. Weiterhin liegt jeweils die erste offene Seitenfläche 113 in der äußeren Grundfläche 25 und die zweite offene Seitenfläche 115 in der geneigten Fläche 24.

Das Medium 29 tritt jeweils über die erste offene Seitenfläche 113 und die zweite offene Seitenfläche 115 in das Öffnungselement 111 ein und verlässt dieses wieder durch die Öffnung 27 in der Deckfläche 140.

Es ist ein erstes Öffnungselement 141 gezeigt, wobei die Deckfläche 140 teilweise kreisförmig ist. Bei einem zweiten Öffnungselement 143 weist die Deckfläche 140 eine rechteckige Form auf.

Die mittlere Grundfläche 23 der ersten Sicke 15 ist in einer ersten Höhe 59 angeordnet, während die Deckflächen 140 in einer zweiten Höhe 61, jeweils in Bezug auf eine Grundplatte 123 der ersten Monopolarplatte 13, angeordnet sind.

Figur 5 zeigt eine Querschnittsansicht einer weiteren Ausführungsform einer Sickenanordnung 57 einer Bipolarplatte 7. Hier weist die erste Sicke 15 vier geneigten Flächen 24 auf, wobei eine äußere Grundfläche 25 zwischen zwei der vier geneigten Flächen 24 angeordnet ist und eine Stufe 31 bildet. Entsprechend ist das Öffnungselement 111 auf der Stufe 31 angeordnet. Die Stufe 31 ist auf einer dritte Höhe 63 in Bezug auf die Grundplatte 123 der ersten Monopolarplatte 13 angeordnet. Ferner weisen die mittleren Grundflächen 23 eine Dichtung 47 auf.

Die Erfindung ist nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele und die darin hervorgehobenen Aspekte beschränkt. Vielmehr ist innerhalb des durch die Ansprüche angegebenen Bereichs eine Vielzahl von Abwandlungen möglich, die im Rahmen fachmännischen Handelns liegen.