Bipolarplatte aufweisend Reaktantengaskanäle mit variablen Querschnittsflächen, Brennstoffzellenstapel sowie Fahrzeug mit einem solchen Brennstoffzellenstapel

Die Erfindung betrifft eine Bipolarplatte für eine Brennstoffzelle umfassend eine Anodenplatte und eine Kathodenplatte, jeweils aufweisend einen aktiven Bereich sowie zwei

Versorgungsbereiche zur Zu- und Ableitung von Betriebsmedien zu oder aus dem aktiven Bereich, wobei die Versorgungsbereiche jeweils einen Anodengasport zur Zu- oder Abführung von Brennstoff, einen Kathodengasport zur Zu- oder Abführung von Oxidationsmittel sowie einen Kühlmittelport zur Zu- oder Abführung von Kühlmittel aufweisen, und wobei die

Anodenplatte Anodengaskanäle und die Kathodenplatte Kathodengaskanäle aufweist, die jeweils als offene rinnenartige Kanalstrukturen ausgebildet sind und derart übereinander angeordnet und ausgeformt sind, dass Anodenplatte und Kathodenplatte in den aneinander grenzenden Seiten Kühlmittelkanäle, welche die Kühlmittelports beider Versorgungsbereiche verbinden, ausformen, sowie einen Brennstoffzellenstapel und ein Fahrzeug mit einem solchen Brennstoffzellenstapel.

Brennstoffzellen nutzen die chemische Umsetzung eines Brennstoffs mit Sauerstoff zu Wasser, um elektrische Energie zu erzeugen. Hierfür enthalten Brennstoffzellen als Kernkomponente die sogenannte Membran-Elektroden-Anordnung (MEA für membrane electrode assembly), die ein Gefüge aus einer ionenleitenden (meist protonenleitenden) Membran und jeweils einer beidseitig an der Membran angeordneten katalytischen Elektrode (Anode und Kathode) ist. Letztere umfassen zumeist geträgerte Edelmetalle, insbesondere Platin. Zudem können Gasdiffusionslagen (GDL) beidseitig der Membran-Elektroden-Anordnung an den der Membran abgewandten Seiten der Elektroden angeordnet sein. In der Regel wird die Brennstoffzelle durch eine Vielzahl im Stapel (stack) angeordneter MEA gebildet, deren elektrische Leistungen sich addieren. Zwischen den einzelnen Membran-Elektroden-Anordnungen sind in der Regel Bipolarplatten (auch Flussfeld- oder Separatorplatten genannt) angeordnet, welche eine Versorgung der Einzelzellen mit den Betriebsmedien, also den Reaktanten, sicherstellen und üblicherweise auch der Kühlung dienen. Zudem sorgen die Bipolarplatten für einen elektrisch leitfähigen Kontakt zu den Membran-Elektroden-Anordnungen. Im Betrieb der Brennstoffzelle wird der Brennstoff (Anodenbetriebsmedium), insbesondere Wasserstoff H ₂ oder ein wasserstoffhaltiges Gasgemisch, über ein anodenseitiges offenes Flussfeld der Bipolarplatte der Anode zugeführt, wo eine elektrochemische Oxidation von H ₂ zu Protonen H ⁺ unter Abgabe von Elektronen stattfindet (H ₂ -> 2 H ⁺ + 2 e ^" ). Über den Elektrolyten oder die Membran, welche die Reaktionsräume gasdicht voneinander trennt und elektrisch isoliert, erfolgt ein (wassergebundener oder wasserfreier) Transport der Protonen aus dem Anodenraum in den Kathodenraum. Die an der Anode bereitgestellten Elektronen werden über eine elektrische Leitung der Kathode zugeleitet. Der Kathode wird über ein kathodenseitiges offenes Flussfeld der Bipolarplatte Sauerstoff oder ein sauerstoffhaltiges Gasgemisch (zum Beispiel Luft) als Kathodenbetriebsmedium zugeführt, sodass eine Reduktion von 0 ₂ zu O ^2" unter Aufnahme der Elektronen stattfindet (14 0 ₂ + 2 e ^" -> O ^2" ). Gleichzeitig reagieren im Kathodenraum die Sauerstoffanionen mit den über die Membran transportierten Protonen unter Bildung von Wasser (O ^2" + 2 H ⁺ -» H ₂ 0).

Um die Strömungsverhältnisse von Reaktanten und Kühlmittel in den Bipolarplatten zu optimieren, gibt es verschiedene Ansätze.

So wird in der DE 103 23 644 B4 eine Brennstoffzelle beschrieben, bei der das Kanalvolumen von mit Reaktionsgas durchströmten Kanälen in Strömungsrichtung durch abschnittsweise Reduzierung der Anzahl von parallel verlaufenden Kanälen verringert wird.

Die US 6,756,149 B2 schlägt eine Brennstoffzelle vor, bei der die Höhe und Breite der

Reaktionsgaskanäle über das Flussfeld hinweg variiert werden, wobei jedoch die

Querschnittsfläche konstant bleibt.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Bipolarplatte bereitzustellen, bei der die Gaszusammensetzung und Massenströme in den Reaktionsgaskanälen in Relation zur Länge des aktiven Bereichs berücksichtigt werden.

Es ist erfindungsgemäß eine Bipolarplatte für eine Brennstoffzelle umfassend eine profilierte Anodenplatte und eine Kathodenplatte, jeweils aufweisend einen aktiven Bereich sowie zwei Versorgungsbereiche zur Zu- und Ableitung von Betriebsmedien zu oder aus dem aktiven Bereich, wobei die Versorgungsbereiche jeweils einen Anodengasport zur Zu- oder Abführung von Brennstoff, einen Kathodengasport zur Zu- oder Abführung von Oxidationsmittel sowie einen Kühlmittelport zur Zu- oder Abführung von Kühlmittel aufweisen, und wobei die

Anodenplatte Anodengaskanäle und die Kathodenplatte Kathodengaskanäle aufweist, die jeweils als offene rinnenartige Kanalstrukturen, die die genannte Profilierung darstellen, ausgebildet sind und derart übereinander angeordnet und ausgeformt sind, dass Anodenplatte und Kathodenplatte in den aneinander grenzenden Seiten Kühlmittelkanäle, welche die Kühlmittelports beider Versorgungsbereiche verbinden, ausformen, vorgesehen, bei der Höhe und/oder Breite der Kathodengaskanäle von einer ersten Seite des aktiven Bereichs zur einer zweiten Seite des aktiven Bereichs zunimmt oder zunehmen und Höhe und/oder Breite der Anodengaskanäle von der ersten Seite des aktiven Bereichs zu der zweiten Seite des aktiven Bereichs abnimmt oder abnehmen, wobei die Querschnittsfläche und/oder der hydraulische Durchmesser der Kathodengaskanäle zunimmt und die Querschnittsfläche und/oder der hydraulische Durchmesser der Anodengaskanäle abnimmt.

Die Begriffe Anodengasport, Kathodengasport und Kühlmittelport umfassen jeweils eine Anodeneinlassöffnung, Anodenauslassöffnung, Kathodeneinlassöffnung,

Kathodenauslassöffnung, Kühlmitteleinlassöffnung und Kühlmittelauslassöffnung. Im Weiteren werden auch diese Begriffe verwendet.

Die erfindungsgemäße Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass durch die variable Gestaltung der Reaktantengaskanäle auf die sich beim Durchströmen des aktiven Bereichs ändernde

Gaszusammensetzung in den einzelnen Kanäle eingegangen werden kann beziehungsweise die Strömungsverhältnisse optimiert werden können. So kann beispielsweise eine optimale Befeuchtung der Reaktionsgase sichergestellt werden.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung einer Bipolarplatte beziehungsweise der Anoden- und Kathodenplatte werden Druckverteilung, Feuchteverteilung und Geschwindigkeitsverteilung in den Anoden- und Kathodengaskanälen im aktiven Bereich der Bipolarplatte optimiert.

Optimierung bedeutet in diesem Kontext, dass möglichst über den gesamten aktiven Bereich einheitliche Druckverhältnisse, gleichmäßige Befeuchtung der Reaktanten sowie gleiche Strömungsgeschwindigkeiten vorliegen.

Als Beispiel dafür ist die Verengung des Anodengaskanals zu sehen, in dem durch den Verbrauch des Anodengases entlang der Strömungsrichtung der Massenstrom sinkt. Dies kann dazu führen, dass in der letzten Hälfte des Anodengaskanals die Strömungsgeschwindigkeit so gering ist, dass entstehendes Flüssigwasser nicht mehr stabil ausgetragen werden kann. Dies würde Leistung und Lebensdauer der Brennstoffzelle verringern. Durch den sich verengenden Anodengaskanal wird diesem Effekt entgegengewirkt, da die Strömungsgeschwindigkeit erhöht wird. Vorteilhafterweise werden damit Leistung und Lebensdauer der Brennstoffzelle

beziehungsweise des Brennstoffzellenstapels erhöht.

Eine Veränderung der Höhe von Anodengas- und Kathodengaskanal wird gegenüber der Breitenveränderung bevorzugt, da das Kontaktverhalten von Anoden- und Kathodenplatte zur Membran bei gleichbleibender Breite einfacher und besser einzustellen ist.

Vorzugsweise handelt es sich bei der Bipolarplatte um eine rechteckige Bipolarplatte, um eine gute, das heißt raumsparende Anordnung von Brennstoffzellenstapeln zu ermöglichen. Zudem werden dadurch der Zuschnitt der MEA erleichtert und Schnittverluste vermieden.

Ebenso wird es bevorzugt, dass die profilierten Seiten von Anoden- und Kathodenplatte planparallel zueinander ausgerichtet sind, um eine einfache Stapelbarkeit von Brennstoffzellen zu ermöglichen und um quaderförmige Zellstapel zu erhalten, die ebenfalls besonders raumsparend einsetzbar sind.

Vorzugsweise sind auch die einander zugewandten Seiten von Anoden- und Kathodenplatte mit den profilierten Seiten planparallel.

Es werden aber auch Ausführungsformen beansprucht, bei denen die einander zugewandten Seiten von Anoden- und Kathodenplatte planparallel sind nicht jedoch mit den profilierten Seiten von Anoden- und Kathodenplatte, die wiederum zueinander planparallel sind. Es ergeben sich keilförmige Anoden- und Kathodenplatten, die zusammengefügt eine quaderförmige

Bipolarplatte ausbilden, die sich gut stapeln lässt. Dabei nimmt die Dicke der Kathodenplatte von der ersten Seite der aktiven Seite in Richtung der zweiten Seite des aktiven Bereichs zu, während dies bei der Anodenplatte umgekehrt ausgestaltet ist.

Dier Kühlmittelkanäle werden anteilig durch Anoden- und Kathodenplatte ausgebildet, sodass in Anoden- und Kathodenplatte jeweils Teilkühlmittelkanäle gegeben sind, die beim

Zusammenfügen von Anoden- und Kathodenplatte die Kühlmittelkanäle ausbilden.

Die Querschnittsfläche oder der hydraulische Durchmesser der Kühlmittelkanäle bleibt entlang des aktiven Bereichs im Wesentlichen gleich, wobei dabei die in der Anoden- und

Kathodenplatte ausgebildeten Teilkühlmittelkanäle wie die Reaktionsgaskanäle variabel sein können. Sofern alle Flächen der Anoden- und Kathodenplatte planparallel sind, sind die Teilkühlmittelkanäle vorzugsweise variabel, um sich dem Verlauf von Anoden- und

Kathodengaskanal anzupassen beziehungsweise im Wesentlichen parallel zwischen diesen zu verlaufen, wobei auch Ausführungsformen möglich sind, bei denen die Kühlmittelkanäle nicht parallel zu den Anodengas- und Kathodengaskanälen verlaufen.

Die Teilkühlmittelkanäle können derart ausgebildet sein, dass die resultierenden

Kühlmittelkanäle parallel zu den Anodengas- und Kathodengaskanälen verlaufen oder parallel zu den profilierten Seiten von Anoden und Kathodenplatte.

Bei der Ausführungsform, bei der die einander zugewandten Seiten nicht mit den profilierten Seiten planparallel sind, sind die Teilkühlmittelkanäle vorzugsweise nicht variabel, sofern die Steigung der einander zugewandten Seiten der Steigung von Anodengaskanal und

Kathodengaskanal entspricht.

Die Teilkühlmittelkanäle der Anodenplatte und die der Kathodenplatte aller Ausführungsformen müssen zudem nicht zwingend eine identische Querschnittsfläche oder einen hydraulischen Durchmesser aufweisen. Diese beziehungsweise dieser wird durch deren Nähe zum

Anodengas- oder Kathodengaskanal bestimmt.

Nach besonders bevorzugten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Bipolarplatte wird die Höhe der Anodengas- und Kathodengaskanäle variiert.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Betriebsmittelkanäle wannenförmig mit einem Flankenwinkel kleiner als 90° ausgestaltet, sodass vorteilhafterweise eine vereinfachte Herstellung möglich ist.

Der Brennstoffzellenstapel gemäß der Erfindung umfasst einen Stapel abwechselnd angeordneter Membran-Elektroden-Einheiten und Bipolarplatten, die wie voranstehend beschrieben, ausgestaltet sind.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Fahrzeug, das zumindest einen

erfindungsgemäßen Brennstoffzellenstapel aufweist. Bei dem Fahrzeug handelt es sich vorzugsweise um ein Elektrofahrzeug, bei dem eine von dem Brennstoffzellensystem erzeugte elektrische Energie der Versorgung eines Elektrotraktionsmotors und/oder einer

Traktionsbatterie dient. Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.

Die verschiedenen in dieser Anmeldung genannten Ausführungsformen der Erfindung sind, sofern im Einzelfall nicht anders ausgeführt, mit Vorteil miteinander kombinierbar.

Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen

Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

Figur 1 eine Draufsicht einer Bipolarplatte;

Figur 2 eine Schnittansicht (C-C) in Längsrichtung einer erfindungsgemäßen

Bipolarplatte nach einer ersten Ausführungsform, die zwischen zwei Membran-Elektroden-Einheiten angeordnet ist;

Figur 3 eine Schnittansicht (A-A) in Querrichtung der Bipolarplatte nach Figur 2;

Figur 4 eine Schnittansicht (B-B) in Querrichtung einer Bipolarplatte nach Figur 2;

Figur 5 eine Schnittansicht (A-A) in Querrichtung der Bipolarplatte nach Figur 2;

Figur 6 eine Schnittansicht (B-B) in Querrichtung der Bipolarplatte nach Figur 2;

Figur 7 eine Schnittansicht (C-C) in Längsrichtung einer erfindungsgemäßen

Bipolarplatte nach einer zweiten Ausführungsform, die zwischen zwei Membran-Elektroden-Einheiten angeordnet ist;

Figur 8 eine Schnittansicht (A-A) in Querrichtung der Bipolarplatte nach Figur 7;

Figur 9 eine Schnittansicht (B-B) in Querrichtung einer Bipolarplatte nach Figur 7;

Figur 10 eine Schnittansicht (A-A) in Querrichtung der Bipolarplatte nach Figur 7;

Figur 1 1 eine Schnittansicht (B-B) in Querrichtung der Bipolarplatte nach Figur 7; Figur 12 eine Schnittansicht (C-C) in Längsrichtung einer erfindungsgemäßen

Bipolarplatte nach einer dritten Ausführungsform, die zwischen zwei

Membran-Elektroden-Einheiten angeordnet ist;

Figur 13 eine Schnittansicht (A-A) in Querrichtung der Bipolarplatte nach Figur 12;

Figur 14 eine Schnittansicht (B-B) in Querrichtung einer Bipolarplatte nach Figur 12;

Figur 15 eine Schnittansicht (A-A) in Querrichtung einer Bipolarplatte nach einer

vierten, und

Figur 16 eine Schnittansicht (B-B) in Querrichtung der Bipolarplatte nach einer vierten

Figur 12.

Figur 1 zeigt eine rechteckige Bipolarplatte 10 gemäß der Erfindung in einer Draufsicht.

Die Bipolarplatte 10 ist unterteilt in einen aktiven Bereich AA und inaktive Bereiche IA. Der aktive Bereich AA zeichnet sich dadurch aus, dass in diesem Bereich die

Brennstoffzellreaktionen stattfinden. Die inaktiven Bereiche IA lassen sich jeweils in

Versorgungsbereiche SA und Verteilerbereiche DA unterteilen, wobei die Verteilerbereiche DA die Versorgungsbereiche SA mit dem aktiven Bereich AA verbinden.

Innerhalb eines Versorgungsbereiches SA ist eine Anodeneinlassöffnung 1 1 für die Zuführung des Anodengases, also des Brennstoffs, beispielsweise Wasserstoff vorgesehen. Die

Anodenauslassöffnung 12 in dem anderen Versorgungsbereiches SA dient der Abführung des Anodenabgases nach Überströmen des aktiven Bereichs AA. Die Kathodeneinlassöffnung 13 im ersten Versorgungsbereich SA dient der Zuführung des Kathodengases, das insbesondere Sauerstoff oder ein sauerstoffhaltiges Gemisch, vorzugsweise Luft ist. Die

Kathodenauslassoffnung 14 dient der Abführung des Kathodenabgases nach Überströmen des aktiven Bereichs AA im anderen Versorgungsbereich SA. Die Kühlmitteleinlassöffnung 15 dient der Zuführung und die Kühlmittelauslassöffnung 16 der Ableitung des Kühlmittels in

unterschiedlichen Versorgungsbereichen SA.

Die in Figur 1 dargestellte Bipolarplatte 10 weist eine in der Darstellung sichtbare Kathodenseite 17 auf sowie eine nicht sichtbare Anodenseite 18, wobei die Bipolarplatte 10 aus einer Anodenplatte 19 und einer Kathodenplatte 20, die aneinandergefügt sind, aufgebaut ist. Auf der dargestellten Kathodenseite 17 sind Kathodengaskanale 21 als offene rinnenartige

Kanalstrukturen ausgebildet, welche die Kathodeneinlassöffnung 13 mit der

Kathodenauslassöffnung 14 verbinden. Desgleichen weist die hier nicht sichtbare Anodenseite 18 entsprechende Anodengaskanale 22 auf, welche die Anodeneinlassöffnung 1 1 mit der Anodenauslassöffnung 12 verbinden. Auch die Anodengaskanale 22 sind als offene, rinnenartige Kanalstrukturen ausgebildet. Im Inneren der Bipolarplatte 10, zwischen

Anodenplatte 19 und Kathodenplatte 20, verlaufen eingeschlossene Kühlmittelkanäle 23, welche die Kühlmitteleinlassöffnung 15 mit der Kühlmittelauslassöffnung 16 verbinden. Mit den unterbrochenen Linien sind in Figur 1 Dichtungen 24 angedeutet.

Figur 2 zeigt eine Bipolarplatte 10 gemäß Figur 1 in einem Längsschnitt C-C, dessen Verlauf in Figur 3 gezeigt ist. In den Figuren 3 und 4 sind Querschnitte A-A und B-B der Bipolarplatte 10 dargestellt, die die erste Seite 26 (Einlassseite) beziehungsweise die zweite Seite 27

(Auslassseite) des aktiven Bereichs AA der Bipolarplatte 10 zeigen.

Auf der Kathodenseite 17 sowie auf der Anodenseite 18 der Bipolarplatte 10 sind Membran- Elektroden-Einheiten 25 angeordnet. Die Anodengaskanäle 22, die Kathodengaskanäle 21 und die Kühlmittelkanäle 23 erstrecken sich, wie bereits zu Figur 1 erläutert, über den aktiven Bereich AA beziehungsweise von einer ersten Seite 26 des aktiven Bereichs AA zu einer zweiten Seite 27 des aktiven Bereichs AA, wobei die Kühlmittelkanäle 23 aus

Teilkühlmittelkanälen 23a, 23b in der Anodenplatte 19 und der Kathodenplatte 20 ausgebildet sind. Die profilierten Seiten der Anoden- und Kathodenplatte 19, 20 sowie deren einander zugewandten Seiten 28, 29, in die die Teilkühlmittelkanälen 23a, 23b eingebracht sind, sind planparallel ausgebildet.

Die Höhe H der Anodengaskanäle 22 nimmt von der ersten Seite 26 zur zweiten Seite 27 des aktiven Bereichs AA zu ab. Hingegen nimmt die Höhe H der Kathodengaskanäle 21 von der ersten Seite 26 zur zweiten Seite 27 des aktiven Bereichs AA zu. Die Kühlmittelkanäle 23 erstrecken sich hingegen mit gleichbleibender Querschnittsfläche und/oder gleichbleibenden hydraulischen Durchmesser über den aktiven Bereich AA, wobei der Abstand zu Anoden- und Kathodengaskanälen 21 ,22 gleich bleibt und wobei die Teilkühlmittelkanäle 23a in der

Anodenplatte 19 eine sich vergrößernde Teilquerschnittsfläche und/oder einen hydraulischen Teildurchmesser aufweisen. Bei der Kathodenplatte 20 ist dies genau entgegengesetzt ausgeformt. Die Figuren 5 und 6 stellen eine leicht variierte Ausführungsform der Bipolarplatte nach Figur 2 bis 4 dar und zeigen wiederum Querschnitte A-A und B-B, die die erste Seite 26 (Einlassseite) beziehungsweise die zweite Seite 27 (Auslassseite) des aktiven Bereichs AA zeigen, jedoch sind hier keine Membran-Elektroden-Einheiten dargestellt. Zur vereinfachten Herstellbarkeit sind die Anodengaskanäle 22 und die Kathodengaskanäle 21 sowie die Kühlmittelkanäle 23 nicht rechteckig ausgeformt, sondern sind wannenartig gestaltet mit Flankenwinkeln, die kleiner als 90° sind. Zudem haben bei dieser Ausführungsform die Teilkühlmittelkanäle 23a in der Anoden- beziehungsweise der Kathodenplatte 19, 20 eine voneinander abweichende Breite B. Im Bereich der ersten Seite 26 des aktiven Bereichs AA sind die Teilkühlmittelkanäle 23a in der Anodenplatte 19 schmaler als die in der Kathodenplatte 20. Im Bereich der zweiten Seite 27 kehrt sich dies um und die Teilkühlmittelkanäle 23b der Kathodenplatte 20 sind schmaler als die in der Anodenplatte 19. Zwischen der ersten und der zweiten Seite 26, 27 gibt es natürlich einen Bereich, in dem beide Teilkühlmittelkanäle 23a, 23b die gleiche Breite B aufweisen.

Figur 7 zeigt ebenfalls eine Bipolarplatte 10 in einem Längsschnitt C-C, dessen Verlauf in Figur 8 gezeigt ist. In den Figuren 8 und 9 sind Querschnitte A-A und B-B der Bipolarplatte 10 dargestellt, die die erste Seite 26 (Einlassseite) beziehungsweise die zweite Seite 27

(Auslassseite) des aktiven Bereichs AA der Bipolarplatte 10 zeigen.

Im Unterschied zur Ausführungsform, die in der Figur 2 bis 6 dargestellt sind, sind die profilierten Seiten der Anoden- und Kathodenplatte 19, 20 planparallel, nicht jedoch die einander zugewandten Seiten 28, 29, in die die Teilkühlmittelkanäle 23a, 23b eingebracht sind. Die einander zugewandten Seiten 28, 29 verlaufen parallel zu den Anodengaskanälen und den Kathodengaskanälen. Dadurch verändern sich die Teilquerschnittsfläche und/oder der hydraulische Teildurchmesser der Teilkühlmittelkanäle 23a, 23b in der Anoden- und der Kathodenplatte 19, 20 nicht.

Figur 10 und 1 1 zeigen wie Figur 5 und 6 eine leicht variierte Ausführungsform der Bipolarplatte nach Figur 7 bis 9 mit wannenartigen und mit Flankenwinkeln, die kleiner als 90° sind,

Anodengaskanälen 22 und Kathodengaskanälen 21 sowie Kühlmittelkanälen 23.

Bei dieser Variante sind zwar die Form des Teilkühlmittelquerschnitts der Teilkühlmittelkanäle 23a, 23b unterschiedlich, jedoch bleiben die Querschnittsfläche und/oder der hydraulische Durchmesser konstant. Zudem ist auch die Materialstärke zwischen den Kühlmittelkanälen 23 und den angrenzenden Anodengaskanälen 22 und Kathodengaskanälen 21 konstant. Figur 12 zeigt wiederum eine Bipolarplatte 10 gemäß Figur 1 in einem Längsschnitt C-C, dessen Verlauf in Figur 13 gezeigt ist. In den Figuren 13 und 14 sind Querschnitte A-A und B-B der Bipolarplatte 10 dargestellt, die die erste Seite 26 (Einlassseite) beziehungsweise die zweite Seite 27 (Auslassseite) des aktiven Bereichs AA der Bipolarplatte 10 zeigen.

Die profilierten Seiten der Anoden- und Kathodenplatte 19, 20 sowie deren einander zugewandte Seiten 28, 29, in die die Teilkühlmittelkanälen 23a, 23b eingebracht sind, sind planparallel ausgebildet.

Abweichend von den anderen dargestellten Ausführungsformen sind die Kühlmittelkanäle 23 nicht parallel zu den Anodengas- und Kathodengaskanälen 22, 21 ausgerichtet, sondern zu den einender zugewandten Seiten 28, 29 der Anodenplatte 19 und Kathodenplatte 20.

Die Figuren 15 und 16 stellen eine Ausführungsform der Bipolarplatte 10 dar, bei der die Breite B von Anoden- und Kathodengaskanälen 22, 21 varieiert werden, und zeigen wiederum

Querschnitte A-A und B-B, die die erste Seite 26 (Einlassseite) beziehungsweise die zweite Seite 27 (Auslassseite) des aktiven Bereichs AA zeigen, bei der die Breite B der

Anodengaskanäle 22 von der ersten Seite 26 zur zweiten Seite 27 des aktiven Bereichs AA zu abnimmt. Hingegen nimmt die Breite B der Kathodengaskanäle 21 von der ersten Seite 26 zur zweiten Seite 27 des aktiven Bereichs AA zu. Die Kühlmittelkanäle 23 erstrecken sich hingegen mit gleichbleibender Querschnittsfläche und/oder gleichbleibendem hydraulischen Durchmesser über den aktiven Bereich AA, wobei der Abstand zu Anoden- und Kathodengaskanälen 21 ,22 gleich bleibt und wobei die Teilkühlmittelkanäle 23a in der Anodenplatte 19 eine sich

vergrößernde Teilquerschnittsfläche und/oder einen hydraulischen Teildurchmesser aufweisen. Bei der Kathodenplatte 20 ist dies genau entgegengesetzt ausgeformt. Die profilierten Seiten der Anoden- und Kathodenplatte 19, 20 sowie deren einander zugewandte Seiten 28, 29, in die die Teilkühlmittelkanälen 23a, 23b eingebracht sind, sind planparallel ausgebildet.

Die Anodengaskanäle 22 und die Kathodengaskanäle 21 sowie die Kühlmittelkanäle 23 sind wannenartig gestaltet mit Flankenwinkeln, die kleiner als 90° sind. Bezugszeichenliste

10 Bipolarplatte

1 1 Anodeneinlassöffnung

12 Anodenauslassöffnung

13 Kathodeneinlassöffnung

14 Kathodenauslassöffnung

15 Kühlmitteleinlassöffnung

16 Kühlmittelauslassöffnung

17 Kathodenseite

18 Anodenseite

19 Anodenplatte

20 Kathodenplatte

21 Kathodengaskanal

22 Anodengaskanal

23 Kühlmittelkanal

23a 23b Teilkühlmittelkanäle

24 Dichtung

25 Membran-Elektroden-Einheit

26 erste Seite

27 zweite Seite

28, 29 Seite

AA Aktiver Bereich (Reaktionsbereich, active area)

IA Inaktiver Bereich (inactive area)

SA Versorgungsbereich (supply area)

DA Verteilerbereich (distribution area)

H Höhe

B Breite