Die Erfindung betrifft ein elektrochemisches System mit wenigstens zwei Separatorplatten und einer zwischen den Separatorplatten angeordneten elektrochemischen Zeile.

Bekannte elektrochemische Systeme umfassen normalerweise einen Stapel elektrochemischer Zellen, die jeweils durch Separatorplatten voneinander getrennt sind. Der Begriff elektrochemische Zelle soll im Rahmen dieses Do- kuments insbesondere Zellen zum Umwandeln von chemischer Energie in elektrische Energie (z. B. Brennstoffzellen), zum Induzieren einer chemischen Reaktion durch Zuführen elektrischer Energie (z. B. Elektrolysezellen) oder zum Austausch von Feuchtigkeit zwischen Gasen (z. B. Befeuchterzellen) um- fassen.

Typischerweise sind die Separatorplatten aus zwei zusammengefügten Einzel platten gebildet. Die Einzelplatten der Separatorplatte können stoffschlüssig zusammengefügt sein, z. B. durch eine oder mehrere Schweißverbindungen, insbesondere durch eine oder mehrere Laserschweißverbindungen. Ferner weisen die Separatorplatten üblicherweise jeweils wenigstens eine oder meh- rere Durchgangsöffnungen auf. Durch die Durchgangsöffnungen hindurch können die Medien und/oder die Reaktionsprodukte zu den zwischen be- nachbarten Separatorplatten des Stapels angeordneten elektrochemischen Zellen oder in den von den Einzeiplatten der Separatorplatte gebildeten In- nenraum geleitet oder von Zellen bzw. aus dem Innenraum abgeleitet wer den.

Die genannten Separatorplatten können z. B. der elektrischen Kontaktierung der Elektroden der einzelnen elektrochemischen Zellen (z. B. Brennstoffzellen) und/oder der elektrischen Verbindung benachbarter Zellen dienen (Serienschaltung der Zellen). Die Separatorplatten können jeweils Strukturen aufwei- sen oder bilden, die z. B. zur Versorgung der zwischen benachbarten

Separatorplatten angeordneten elektrochemischen Zellen mit einem oder mehreren Medien und/oder zum Abtransport von Reaktionsprodukten aus- gebildet sind. Bei den Medien kann es sich um Brennstoffe (z. B. Wasserstoff oder Methanol) oder um Reaktionsgase (z. B. Luft oder Sauerstoff) handeln. Ferner können die Separatorplatten Strukturen zum Führen eines Kühlmedi- ums durch die jeweilige Separatorplatte aufweisen, z. B. zum Führen des Kühlmediums durch einen Hohlraum, der von den beiden die Separatorplatte bildenden Einzelplatten eingeschlossenen wird.

Die zwischen den Separatorplatten angeordneten elektrochemischen Zellen umfassen typischerweise jeweils eine oder mehrere Elektrolytmembranen (z. B. im Fall von Brennstoffzellen) oder eine oder mehrere Wasseraustauschmembranen (z. B. im Fall von Befeuchterzellen). Neben der Membran können die elektrochemischen Zellen zudem Gasdiffusionslagen aufweisen, die vorzugsweise beiderseits der Membran angeordnet sind und die die Rate eines Medientransfers oder eines Medienaustauschs über die Membran verbessern helfen können. Die Gasdiffusionsiagen können z. B. als Metall- oder Kohlen- stoffvlies, bei Befeuchterzellen auch aus Kunststoffvlies ausgebildet sein.

Zum Abdichten der elektrochemischen Zellen und/oder zum Abdichten der von den Durchgangsöffnungen in den Separatorplatten gebildeten Medienka- näle gegenüber der Umgebung oder gegenüber anderen Bereichen des jewei ligen elektrochemischen Systems weisen bekannte elektrochemische Systeme typischerweise Dichtelemente auf, die z. B. in Form von Dichtsicken in die Separatorplatten eingeformt oder eingeprägt sein können. Die Dichtelemente benachbarter Separatorplatten des Stapels können sich aneinander abstützen. Dabei kann z. B. ein Randbereich der Elektrolytmembran bzw. der

Befeuchtermembran der elektrochemischen Zelle zwischen den einander abstützenden Dichtelementen der benachbarten Separatorplatten aufgenommen sein.

Zur möglichst präzisen Ausbildung von Kanälen und/oder Dichtelementen durch die Separatorplatten des elektrochemischen Systems und/oder zwischen den Separatorplatten des elektrochemischen Systems sollten die Separatorplatten mit möglichst großer Genauigkeit relativ zueinander fixierbar sein. Aus dem Dokument US9590263B2 ist ein Brennstoffzellenstapel mit Separatorplatten bekannt, an denen seitlich Fixierelemente mit konischen Strukturen als separate Bauteile angebracht sind. Die konischen Strukturen der Fixierelemente benachbarter Separatorplatten greifen ineinander, so dass sie eine Verschiebung der Separatorplatten relativ zueinander senkrecht zur Stapelrichtung verringern. Die Herstellung dieser Fixierelemente und das Anbringen der Fixierelemente an den Separatorplatten kann jedoch material-, arbeits- und kostenintensiv sein. Zudem ist es schwierig, mit der in dem Dokument US9590263B2 offenbarten Lösung eine hinreichend präzise Fixierung der Separatorplatten relativ zueinander zu erzielen.

Ausgehend hiervon liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein elektrochemisches System mit gestapelten Separatorplatten zu schaffen, das möglichst einfach und kostengünstig herstellbar ist, wobei die

Separatorplatten des Systems möglichst genau relativ zueinander

positionierbar sein sollen.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein elektrochemisches System gemäß An- spruch 1. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Vorgeschlagen wird somit ein elektrochemisches System mit wenigstens einer ersten und einer zweiten Separatorplatte, die je- weils eine Plattenebene definieren und die in einer Stapelrichtung senkrecht zu den Plattenebenen gestapelt sind;

mit einer zwischen der ersten und der zweiten Separatorplatte ange- ordneten Membran, insbesondere einer Elektrolytmembran oder einer Was- seraustauschmembran, zur Ausbildung einer elektrochemischen Zelle zwischen der ersten und der zweiten Separatorplatte; und

mit mindestens einem Dichteiement zum Abdichten der elektrochemischen Zelle; und

mit Fixierelementen zum Fixieren der Separatorplatten gegenüber Verschiebungen der Separatorplatten relativ zueinander parallel zu den Plat- tenebenen der Separatorplatten.

Die Fixierelemente umfassen wenigstens ein erstes Fixierelement, das einstückig mit der ersten Separatorplatte ausgebildet ist, das von dem mindestens einen Dichtelement verschieden ist, das in einer Ebene parallel zu den Plattenebenen der Separatorplatten von dem mindestens einen Dichtelement beabstandet ist und das wenigstens abschnittweise in der Stapelrichtung über die Plattenebene der ersten Separatorplatte hinaus ragt. Die Fixierelemente umfassen weiter wenigstens ein zweites Fixierelement, das einstückig mit der zweiten Separatorpiatte ausgebildet ist, das von dem mindestens einen Dicht- eiement verschieden ist, das in einer Ebene parallel zu den Plattenebenen der Separatorplatten von dem mindestens einen Dichtelement beabstandet ist und das wenigstens abschnittweise in der Stapelrichtung über die Plattenebe- ne der zweiten Separatorplatte hinaus ragt. Das erste Fixierelement stützt sich derart an dem zweiten Fixierelement ab, dass das zweite Fixierelement eine Verschiebung der ersten Separatorplatte relativ zur zweiten Separatorplatte wenigstens in einer von zwei einander e ntgege ngesetzten Richtungen entlang einer parallel zu den Plattenebenen ausgerichteten Achse oder Geraden verhindert.

Dadurch, dass das erste Fixierelement einstückig mit der ersten

Separatorplatte ausgebildet ist und dass das zweite Fixierelement einstückig mit der zweiten Separatorplatte ausgebildet ist, ist das hier vorgeschlagene elektrochemische System besonders einfach und kostengünstig herstellbar. Ferner kann dadurch eine besonders präzise Fixierung der Separatorplatten relativ zueinander erzielt werden, da bei dem hier vorgeschlagenen System anders als bei bekannten Systemen mit separaten Fixierelementen, die erst an den Separatorplatten montiert werden müssen, keine entsprechenden Mon- tagetoleranzen auftreten.

Das erste und das zweite Fixierelement bilden z. B. ein erstes Fixierelement- paar. Typischerweise umfassen die Fixierelemente der ersten und der zweiten Separatorplatte weitere Fixierelementpaare von der Art dieses ersten Fixier- elementpaares, also jeweils mit wenigstens einem weiteren ersten und mit wenigstens einem weiteren zweiten Fixierelement der oben beschriebenen Art. Diese weiteren Fixierelementpaare sind dann vorzugsweise derart ange- ordnet und ausgebildet, dass die Gesamtheit der Fixierelementpaare der ers- ten und der zweiten Separatorplatte einen Formschluss zwischen der ersten und der zweiten Separatorplatte in allen Raumrichtungen parallel zu den Plat- tenebenen der Separatorplatten bewirkt.

Wenigstens ein Abschnitt der Membran oder wenigstens ein Abschnitt eines mit der Membran verbundenen und die Membran einfassenden Rahmens kann zwischen den Fixierelementen der ersten und der zweiten

Separatorplatte, insbesondere zwischen dem genannte ersten Fixierelement und dem genannten zweiten Fixierelement, aufgenommen und/oder verpresst sein. Insbesondere kann der genannte Membran- oder Rahmenab- schnitt dann derart zwischen den Fixierelementen der ersten und der zweiten Separatorplatte, und insbesondere zwischen dem genannten ersten Fixier element und dem genannten zweiten Fixierelement aufgenommen und ange- ordnet sein, dass er diese Fixierelemente elektrisch voneinander isoliert.

Üblicherweise umfasst das elektrochemische System eine Vielzahl von Separatorplatten der oben beschriebenen Art, die in einem Stapel angeordnet sind. Gewöhnlich ist dann zwischen je zwei benachbarten Separatorplatten des Stapels jeweils eine von einem Dichtelement abgedichtete elektrochemi- sche Zelle angeordnet, die jeweils wenigstens eine Membran umfasst. Und vorzugsweise weisen die Separatorplatten des Stapels jeweils Fixierelemente der oben in Bezug auf die erste und die zweite Separatorplatte beschriebenen Art auf, wobei sich wenigstens je zwei Fixierelemente benachbarter

Separatorplatten wie oben beschrieben derart aneinander abstützen, dass sie jeweils eine Verschiebung der benachbarten Separatorplatten relativ zuei- nander wenigstens in einer von zwei einander entgegengesetzten Richtungen entlang einer parallel zu den Plattenebenen ausgerichteten Achse oder Geraden verhindern. Vorzugsweise sind die Fixiereiementpaare benachbarter Separatorpiatten des Stapels also derart angeordnet und ausgebildet, dass sie in ihrer Gesamtheit in allen Raumrichtungen parallel zu den Plattenebenen der Separatorplatten formschlüssig ineinander greifen.

Um zwischen benachbarten Separatorplatten einen Formschluss in allen vier Raumrichtungen parallel zu den Plattenebenen zu bewirken, können die

Separatorplatten jeweils mehrere Fixierelementpaare der oben beschriebe- nen Art aufweisen, die z. B. jeweils an einander gegenüberliegenden Kanten der typischerweise zumindest näherungsweise rechteckigen Separatorplatten angeordnet sein können. Beispielsweise kann das oben genannte erste Fixier- elementpaar der ersten und der zweiten Separatorplatte derart angeordnet und ausgebildet sein, dass es eine Verschiebung der ersten Separatorplatte relativ zur zweiten Separatorplatte in einer positiven x-Richtung parallel zu den Plattenebenen der Separatorplatten verhindert. Dann kann z. B. ferner ein zweites Fixierelementpaar der ersten und der zweiten Separatorplatte vorgesehen sein, das derart angeordnet und ausgebildet ist, dass es eine Ver- schiebung der ersten Separatorplatte relativ zur zweiten Separatorplatte auch in der negativen x-Richtung verhindert. In diesem Fall bewirken das erste und das zweite Fixierelementpaar also einen Formschluss zwischen der ersten und der zweiten Separatorplatte entlang der x-Richtung. Es ist jedoch auch denk- bar, dass die Fixierelemente benachbarter Separatorplatten derart ausgebildet sind, dass ein Paar ineinandergreifender Fixierelemente benachbarter Platten einen Formschluss in mehr als einer Raumrichtung parallel zu den Plattenebenen bewirkt, z. B. jeweils in wenigstens zwei oder in vier Raumrichtungen. Beispiele dazu werden weiter unten näher erläutert.

Wenigstens ein Abschnitt der Membran oder wenigstens ein Abschnitt eines mit der Membran verbundenen und die Membran einfassenden Rahmens kann zwischen den Fixierelementen der ersten und der zweiten

Separatorplatte oder zwischen einigen von ihnen aufgenommen und/oder verpresst sein, insbesondere zwischen dem genannten ersten Fixierelement und dem genannten zweiten Fixierelement. Insbesondere kann der genannte Membran- oder Rahmenabschnitt derart zwischen diesen Fixierelementen der ersten und der zweiten Separatorplatte aufgenommen und angeordnet sein, dass er sie elektrisch voneinander isoliert. Der zwischen den Fixierelementen der ersten Separatorplatte und den Fixierelementen der zweiten

Separatorplatte aufgenommene Membran- oder Rahmenabschnitt kann z. B. ein Verrutschen der Fixierelemente relativ zueinander verringern oder verhin- dern. Auf diese Weise kann beispielsweise die Dichtwirkung des Dichtele- ments zum Abdichten der zwischen den Separatorplatten angeordneten elektrochemischen Zelle verbessert werden. Dies kann die Effizienz und die Lebensdauer des Systems erhöhen. Wenn der Membran- oder Rahmenab- schnitt derart zwischen den Fixierelementen der ersten und der zweiten Separatorplatte angeordnet ist, dass er diese elektrisch voneinander isoliert, ist es z. B. nicht erforderlich, eine zusätzliche Isolierung im Bereich der Fixierelemente anzubringen.

Zum elektrischen Isolieren der Fixierelemente der ersten und der zweiten Separatorpiatte voneinander, insbesondere zum elektrischen Isolieren des ersten Fixierelements vom zweiten Fixierelement, können diese Fixierelemente alternativ oder zusätzlich auch eine elektrisch isolierende Beschichtung aufweisen.

Die Separatorplatten können jeweils aus wenigstens einem Metallblech gebildet sein, z. B. jeweils aus wenigstens einem Edelstahlblech. Die

Separatorplatten können auch jeweils zwei Einzelplatten umfassen oder jeweils aus zwei Einzelplatten gebildet sein. In diesem Fall kann jeder der Einzelplatten aus einem Metallblech gebildet sein, z. B. aus einem Edelstahlbiech. Die Einzelplatten können zur Ausbildung der jeweiligen Separatorplatte stoffschlüssig miteinander verbunden sein, z. B. durch Schweißverbindungen, insbesondere durch Laserschweißverbindungen. Typischerweise weisen die Separatorplatten bzw. die Einzelplatten dann in die jeweilige Separatorplatte bzw. in die jeweilige Einzelplatte eingeformte Dichtstrukturen und/oder Kanalstrukturen auf. Beispielsweise können diese Dicht- und/oder Kanaistruktu- ren durch Prägen und/oder durch Tiefziehen in die Separatorplatten bzw. in die Einzelplatten eingeformt sein. Auch das erste Fixierelement und/oder das zweite Fixierelement können/kann in die erste Separatorplatte eingeformt sein, z. B. durch Prägen und/oder durch Tiefziehen. Das mindestens eine Dichtelement zum Abdichten der zwischen den

Separatorplatten angeordneten elektrochemischen Zelle kann wenigstens ein erstes Dichtelement umfassen, das einteilig mit der ersten Separatorplatte bzw. mit einer der Einzelplatten der ersten Separatorplatte ausgebildet ist.

Das erste Dichtelement kann eine in die erste Separatorplatte bzw. eine in eine der Einzelplatten der ersten Separatorplatte eingeformte erste Dichtsicke umfassen. Zusätzlich kann das mindestens eine Dichtelement zum Abdichten der zwischen den Separatorplatten angeordneten elektrochemischen Zelle wenigstens ein zweites Dichtelement umfassen, das einteilig mit der zweiten Separatorplatte bzw. mit einer der Einzelplatten der zweiten Separatorplatte ausgebildet ist. Das zweite Dichtelement kann eine in die zweite

Separatorpiatte bzw. eine in eine der Einzelplatten der zweiten

Separatorpiatte eingeformte zweite Dichtsicke umfassen. Die erste Dichtsicke und die zweite Dichtsicke können sich gegeneinander abstützen, vorzugsweise unter wenigstens abschnittweiser Aufnahme der Membran oder des mit der Membran verbundenen und die Membran einfassenden Rahmens zwischen der ersten Dichtsicke und der zweiten Dichtsicke.

Alternativ oder zusätzlich kann das wenigstens eine Dichtelement zum Ab- dichten der zwischen der ersten und der zweiten Separatorpiatte angeordne- ten elektrochemischen Zelle auch ein zwischen der ersten und der zweiten Separatorpiatte angeordnetes und von der ersten und der zweiten

Separatorpiatte verschiedenes Dichtelement umfassen, z. B. eine

Elastomerdichtung. Diese kann beispielsweise zwischen den Separatorplatten eingelegt oder auf wenigstens eine der Separatorplatten aufgeklebt oder aufgespritzt sein.

Wenn die Separatorplatten aus Metallblechen gebildet sind, kann die Platten- ebene der jeweiligen Separatorpiatte z. B. durch die nicht verformten Bereiche des Metallblechs gegeben sein, aus dem diese Separatorpiatte gebildet ist. Wenn die Separatorpiatten jeweils zwei Einzelplatten umfassen, kann die Plattenebene der jeweiligen Separatorpiatte z. B. durch eine Verbindungsebene gegeben sein, entlang derer die Einzelplatten, die diese Separatorpiatte bilden, miteinander verbunden sind. Die Fixierelemente der ersten und/oder der zweiten Separatorplatte oder wenigstens einige von ihnen, insbesondere also das erste Fixierelement und/oder das zweite Fixierelement, können derart ausgebildet sein, dass sie in der Stapelrichtung über das mindestens eine Dichtelement oder über wenigstens eines des mindestens einen Dichtelements hinausragen. Dies kann das Stapeln der Separatorplatten und/oder das Positionieren der Separatorplatten relativ zueinander erleichtern und verbessern. Beispielsweise kann so gewährleistet werden, dass benachbarte Separatorplatten einander beim Stapeln zunächst entlang der Fixierelemente kontaktieren. Auf diese Weise können die Fixierelemente beim Stapeln als Führungselemente dienen, die die be- nachbarten Separatorplatten mit großer Genauigkeit in die gewünschte Posi- tion relativ zueinander gleiten lassen.

Wenn die erste Separatorplatte z. B. eine in die erste Separatorplatte eingeformte erste Dichtsicke umfasst, können die Fixierelemente der ersten Separatorplatte oder wenigstens einige von ihnen, insbesondere also das ers- te Fixierelement, derart ausgebildet sein, dass sie diese erste Dichtsicke in der Stapelrichtung überragen, z. B. wenigstens um das 1,5-fache oder wenigstens um das Doppelte. Und wenn die zweite Separatorplatte z. B. eine in die zweite Separatorpiatte eingeformte zweite Dichtsicke umfasst, können die Fixierele- mente der zweiten Separatorplatte oder wenigstens einige von ihnen, insbe- sondere also das zweite Fixierelement, derart ausgebildet sein, dass sie diese zweite Dichtsicke in der Stapelrichtung überragen, z. B. wenigstens um das 1,5-fache oder wenigstens um das Doppelte.

Beispielsweise können die Fixierelemente der ersten und der zweiten

Separatorplatte derart angeordnet und ausgebildet sein, dass ein entlang der Stapelrichtung bestimmter Abstand einer Ebene, in der die Fixierelemente der ersten und der zweiten Separatorplatte formschlüssig ineinander greifen, von der Plattenebene der ersten Separatorplatte größer ist als eine entlang der Stapelrichtung und ausgehend von der Plattenebene der ersten

Separatorplatte bestimmte größte Höhe des mindestens einen Dichtelements. Und alternativ oder zusätzlich können die Fixierelemente der ersten und der zweiten Separatorplatte derart angeordnet und ausgebildet sein, dass ein ent- lang der Stapeirichtung bestimmter Abstand einer Ebene, in der die Fixierelemente der ersten und der zweiten Separatorplatte formschlüssig ineinander greifen, von der Plattenebene der zweiten Separatorplatte größer ist als eine entlang der Stapelrichtung und ausgehend von der Plattenebene der zweiten Separatorplatte bestimmte größte Höhe des mindestens einen Dichtelements. Wenn die erste Separatorplatte aus zwei Einzelplatten gebildet ist, können die

Fixierelemente der ersten Separatorplatte, insbesondere das genannte erste Fixierelement, einstückig mit wenigstens einer oder mit genau einer der die erste Separatorplatte bildenden Einzelplatten ausgebildet sein. Wenn die zweite Separatorplatte aus zwei Einzelplatten gebildet ist, können die Fixier- elemente der zweiten Separatorplatte, insbesondere das genannte zweite

Fixierelement, einstückig mit wenigstens einer oder mit genau einer der die zweite Separatorplatte bildenden Einzelplatten ausgebildet sein.

Die Fixierelemente, insbesondere das genannte erste und zweite Fixierele- ment, können jeweils auf einer von der durch das mindestens eine Dichtelement abgedichteten elektrochemischen Zelle oder auf einer von dem durch das mindestens eine Dichtelement abgedichteten elektrochemisch aktiven Bereich abgewandten Seite des mindestens einen Dichtelements angeordnet sein. Mit anderen Worten können die Fixierelemente, insbesondere das ge- nannte erste und zweite Fixierelement, und der elektrochemisch aktive Be- reich der Separatorplatten jeweils auf unterschiedlichen Seiten des mindestens einen Dichtelements angeordnet sein. So kann gewährleistet werden, dass die Fixierelemente das Anströmen der Membran und/oder den Medien- transfer über die Membran nicht beeinträchtigen.

Die Fixierelemente, insbesondere das genannte erste und zweite Fixierele- ment, können wenigstens bereichsweise elastisch sein, insbesondere senkrecht und/oder parallel zu den Plattenebenen der Separatorplatten. Die Fixierelemente, insbesondere das genannte erste und zweite Fixierelement, können eingerichtet sein, durch eine Änderung ihrer Form und/oder ihrer

Ausrichtung einer Veränderung eines entlang der Stapelrichtung bestimmten Abstandes der Separatorplatten voneinander zu folgen. Eine Änderung des Abstandes der Separatorplatten voneinander kann z. B. durch eine Änderung der Betriebstemperatur des Systems bedingt sein, die wenigstens bereichs- weise eine insbesondere temporäre Verformung der Separatorpiatten und/oder des wenigstens einen Dichtelements zum Abdichten der zwischen den Separatorplatten angeordneten elektrochemischen Zelle bewirken kann. Durch die Elastizität der Fixierelemente wird also gewährleistet, dass die Fi xierelemente ihre Funktion über einen breiten Temperaturbereich des Sys- tems erfüllen.

Die Fixierelemente oder wenigstens einige der Fixierelemente, insbesondere das genannte erste und zweite Fixierelement, können als einteilig mit der jeweiligen Separatorplatte ausgebildetete Fortsätze der jeweiligen

Separatorplatte ausgebildet sein. Und sofern die Separatorplatten jeweils zwei miteinander verbundene Einzelplatten umfassen, können Fixierelemente oder wenigstens einige der Fixierelemente, insbesondere das genannte erste und zweite Fixierelement, entsprechend als einstückig mit wenigstens einer der Einzelplatten ausgebildetete Fortsätze der jeweiligen Einzeiplatte ausgebildet sein. In diesem Fall ist es denkbar, dass jeweils nur genau eine der Einzelplatten der Separatorplatten oder wenigstens einiger der Separatorplatten Fixierelemente in Form von Fortsätzen dieser Einzelplatte aufweist. Alternativ können in diesem Fall jedoch auch jeweils beide der Einzelplatten der Separatorplatten oder wenigstens einiger der Separatorplatten Fixierelemente in Form von Fortsätzen dieser Einzelplatte aufweisen.

Die als Fortsätze ausgebildeten Fixierelemente der Separatorplatten bzw. der Einzelplatten, insbesondere das genannte erste und zweite Fixierelement, können relativ zur Plattenebene der jeweiligen Separatorplatte wenigstens abschnittweise angewinkelt sein. In diesen gegenüber den Plattenebenen angewinkelten Abschnitten der Fixierelemente haben die Fixierelemente typischerweise einen geraden Verlauf. Beispielsweise kann der Winkel, den die Fixierelemente, insbesondere das genannte erste und zweite Fixierelement, mit der Plattenebene der jeweiligen Separatorpiatte oder mit einer zur Plattenebene der jeweiligen Separatorplatte parallelen Ebene einschließen, wenigstens abschnittwiese zwischen 91 Grad und 135 Grad betragen, vorzugsweise wenigstens bereichsweise zwischen 100 Grad und 120 Grad. Wenn die Fixierelemente, insbesondere das genannte erste und zweite Fixierelement, als Fortsätze der Separatorplatten bzw. als Fortsätze der Einzelplatten ausgebildet sind, können sie entweder unter Aufnahme des genannten Membranoder Rahmenabschnitts zwischen den Fixierelementen der ersten und der zweiten Separatorplatte oder durch mindestens eine Beschichtung elektrisch voneinander isoliert wenigstens bereichsweise ineinander geschachtelt angeordnet sein.

Die als Fortsätze der Separatorplatten bzw. der Einzelplatten ausgebildeten Fixierelemente oder wenigstens einige von ihnen, insbesondere das genannte erste und zweite Fixierelement, können in einem Eckbereich der jeweiligen Separatorplatte angeordnet sein. Sie können dann zudem derart ausgebildet sein, dass ihr Querschnitt in einer Ebene parallel zu den Plattenebenen we- nigstens abschnittweise die Form einer gekrümmten Linie annimmt, bei- spielsweise die Form einer Kreisbogenlinie oder einer Ellipsenbogenlinie. Die- se im Eckbereich angeordneten Fortsätze können sich auch wenigstens ab- schnittweise in der Stapelrichtung konisch aufweiten, z. B. in Form eines Ke- gelabschnitts. Ferner können die im Eckbereich angeordneten Fortsätze derart ausgebiidet sein, dass sich an den Abschnitt mit gekrümmtem Querschnitt jeweils Abschnitte mit gerade verlaufendem Querschnitt anschließen.

Die erste und die zweite Separatorplatte können jeweils in demselben Eckbereich Fixierelemente in Gestalt von Fortsätzen aufweisen. Diese können gegenüber den Plattenebenen in dieselbe Richtung entlang der Stapelrichtung angewinkelt sein und wie beschrieben parallel zu den Plattenebenen jeweils einen wenigstens abschnittweise gekrümmten Querschnitt haben. Entsprechend ausgebildete Fixierelemente der ersten und der zweiten

Separatorplatte können dann ggf. unter Aufnahme des Membran- oder Rahmenabschnitts entlang der Stapelrichtung geschachtelt angeordnet sein.

Die als Fortsätze der Separatorplatten bzw. als Fortsätze der Einzelplatten ausgebildeten Fixierelemente der ersten und der zweiten Separatorplatte oder wenigstens einige von ihnen, insbesondere das genannte erste und zweite Fixierelement, können in einer senkrecht zu den Plattenebenen der Separatorplatten ausgerichteten Ebene wenigstens in einem Abschnitt ent lang der Stapelrichtung einen U- oder V-förmigen Querschnitt haben. Die Schenkel dieses U- oder V-förmigen Querschnitts können dabei insbesondere unterschiedliche Längen haben. Diese Fixierelemente der ersten und der zwei- ten Separatorplatte mit dem U- oder V-förmigen Querschnitt können ggf. un- ter Aufnahme des genannten Membran- oder Rahmenabschnitts zwischen diesen Fixierelementen derart ineinander geschachtelt angeordnet sein, dass sie jeweils einen Formschluss in zwei Raumrichtungen parallel zu den Platten- ebenen der ersten Separatorplatte und der zweiten Separatorplatte bewirken.

Zur Erhöhung ihrer Steifigkeit können die als Fortsätze der Separatorplatten bzw. die als Fortsätze der Einzelplatten ausgebildeten Fixierelemente oder wenigstens einige von ihnen, insbesondere das genannte erste und zweite Fixierelement, jeweils eine sickenartige Vertiefung aufweisen. Diese kann z. B. eine längliche Form haben und jeweils dem Verlauf des gegenüber den Plat- tenebenen der Separatorplatten angewinkelten und vorzugsweise geraden Abschnitts des jeweiligen Fortsatzes folgen. Durch entsprechende sickenartige Vertiefungen kann die Stabilität der Fortsätze erhöht und die Fixierung der Separatorplatten relativ zueinander weiter verbessert werden.

Wenigstens eines der Fixierelemente der ersten Separatorplatte, insbesondere das genannte erste Fixierelement, kann einen der der zweiten

Separatorplatte zugewandten ersten erhöhten Bereich aufweisen. Dieser ers- te erhöhte Bereich kann z. B. in die erste Separatorplatte bzw. in eine der Einzelplatten der ersten Separatorplatten eingeformt sein, insbesondere einge- prägt. Und wenigstens eines der Fixierelemente der zweiten Separatorplatte, insbesondere das genannte zweite Fixierelement, kann einen der ersten Separatorplatte zugewandten zweiten erhöhten Bereich aufweisen. Dieser zweite erhöhte Bereich kann in die zweite Separatorplatte bzw. in einer der Einzelplatten der zweiten Separatorplatte eingeformt sein, insbesondere ein- geprägt. Der zweite erhöhte Bereich der zweiten Separatorplatte kann eine Vertiefung aufweisen, die eine zum ersten Bereich der ersten Separatorplatte wenigstens bereichsweise komplementäre Form hat. Der erste erhöhte Be- reich der ersten Separatorplatte kann dann wenigstens bereichsweise in der Vertiefung des zweiten erhöhten Bereichs der zweiten Separatorplatte aufge- nommen sein, und zwar unter Aufnahme des Membran- oder Rahmenabschnitts zwischen der ersten Erhöhung und der in der zweiten Erhöhung ausgebildeten Vertiefung. Durch entsprechend wenigstens bereichsweise ineinander aufgenommene Fixierelemente der ersten und der zweiten

Separatorplatte kann z. B. jeweils ein Formschluss in zwei unabhängigen Richtungen parallel zu den Plattenebenen der Separatorplatten bewirkt werden.

Vorteilhafterweise sind sämtliche Separatorplatten eines elektrochemischen Systems identisch ausgeführt, da dies die Produktionskosten senkt. Es ist jedoch möglich, dass die erste und/oder letzte der Separatorplatte eines Separatorplattenstapels eines elektrochemischen Systems hiervon abwei- chend gestaltet ist, also beispielsweise keine Fixierelemente aufweist.

Ausführungsbeispiele des hier vorgeschlagenen elektrochemischen Systems sind in den Figuren dargestellt und werden anhand der nachfolgenden Be- schreibung näher erläutert. Dabei werden verschiedene erfindungswesentliche oder auch vorteilhafte weiterbildende Elemente im Rahmen jeweils eines konkreten Beispiels genannt, wobei auch einzelne dieser Elemente als solche zur Weiterbildung der Erfindung - auch herausgelöst aus dem Kontext des jeweiligen Beispiels und weiterer Merkmale des jeweiligen Beispiels - verwendet werden können. In den Figuren werden für gleiche oder ähnliche Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet. Es zeigen:

Fig. 1 schematisch ein erfindungsgemäßes elektrochemisches System mit einer Vielzahl von Separatorplatten, die in einem Stapel an- geordnet sind;

Fig. 2a schematisch einen Ausschnitt aus dem Stapel des Systems gemäß Fig. 1 gemäß einer ersten Ausführungsform in einer Schnittdarstellung;

Fig. 2b schematisch eine perspektivische Ansicht des Ausschnitts aus

Fig. 2a;

Fig. 2c schematisch den Ausschnitt aus Fig. 2a in einer Draufsicht;

Fig. 3a schematisch einen Ausschnitt aus dem Stapel des Systems ge- mäß Fig. 1 gemäß einer zweiten Ausführungsform in einer Schnittdarstellung;

Fig. 3b schematisch eine perspektivische Ansicht des Ausschnitts aus

Fig. 3a;

Fig. 3c schematisch den Ausschnitt aus Fig. 3a in einer Draufsicht; Fig. 4a schematisch einen Ausschnitt aus dem Stapel des Systems gemäß Fig. 1 gemäß einer dritten Ausführungsform in einer Schnittdarstellung;

Fig. 4b schematisch eine perspektivische Ansicht des Ausschnitts aus

Fig. 4a;

Fig. 4c schematisch den Ausschnitt aus Fig. 4a in einer Draufsicht;

Fig. 5a schematisch einen Ausschnitt aus dem Stapel des Systems gemäß Fig. 1 gemäß einer vierten Ausführungsform in einer Schnittdarstellung;

Fig. 5b schematisch eine perspektivische Ansicht des Ausschnitts aus

Fig. 5a;

Fig. 5c schematisch den Ausschnitt aus Fig. 5a in einer Draufsicht;

Fig. 6a schematisch einen Ausschnitt aus dem Stapel des Systems ge- mäß Fig. 1 gemäß einer fünften Ausführungsform in einer Schnittdarsteliung;

Fig. 6b schematisch eine perspektivische Ansicht des Ausschnitts aus

Fig. 6a;

Fig. 6c schematisch eine weitere Schnittdarstellung des Ausschnitts aus Fig. 6a; sowie

Fig. 6d schematisch den Ausschnitt aus Fig. 6a in einer Draufsicht;

Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemäßes elektrochemisches System 1 mit einer

Mehrzahl von baugleichen metallischen Separatorplatten 2, die in einem Sta- pel angeordnet und entlang einer z-Richtung 8 gestapelt sind. Die

Separatorplatten 2 des Stapels sind zwischen zwei Endplatten 3, 4 einge- spannt. Die z-Richtung 8 wird auch Stapeirichtung genannt. Die Separatorplatten 2 umfassen jeweils zwei miteinander verbundene Einzelplat- ten (siehe z. B. 2a). Im vorliegenden Beispiel handelt es sich bei dem System 1 um einen Brennstoffzellenstapel. Je zwei benachbarte Separatorplatten 2 des Stapels schließen also zwischen sich eine elektrochemische Zelle ein, die z. B. der Umwandlung von chemischer Energie in elektrische Energie dient. Die elektrochemischen Zellen weisen gewöhnlich jeweils eine

Membranelektrodeneinheit (MEA) auf (siehe z. B. Fig. 2a). Die MEA beinhalten typischerweise jeweils wenigstens eine Membran, z. B. eine Elektrolytmembran. Ferner können die MEA jeweils beiderseits der Membran angeordnete Gasdiffusionslagen (GDL) aufweisen.

Bei alternativen Ausführungsformen kann das System 1 ebenso als Elektroly- seur, Kompressor oder als Redox-Flow-Batterie ausgebildet sein. Bei diesen elektrochemischen Systemen können ebenfalls Separatorplatten verwendet werden. Der Aufbau dieser Separatorplatten kann dann dem Aufbau der hier näher erläuterten Separatorplatten 2 entsprechen, auch wenn sich die auf bzw. durch die Separatorpiatten geführten Medien bei einem Elektrolyseur, bei einem Kompressor oder bei einer Redox-Flow-Batterie jeweils von den für ein Brennstoffzellensystem verwendeten Medien unterscheiden können.

Die z-Achse 8 spannt zusammen mit einer x-Achse 6 und einer y-Achse 7 ein rechtshändiges kartesisches Koordinatensystem auf. Die Endplatte 4 weist eine Vielzahl von Medienanschlüssen 5 auf, über die dem System 1 Medien zuführbar und über die Medien aus dem System 1 abführbar sind. Diese dem System 1 zuführbaren und aus dem System 1 abführbaren Medien können z.

B. Brennstoffe wie molekularen Wasserstoff oder Methanol, Reaktionsgase wie Luft oder Sauerstoff, Reaktionsprodukte wie Wasserdampf oder Kühlmit- tel wie Wasser und/oder Glykol umfassen.

Die Figuren 2a-c zeigen schematisch einen Ausschnitt eines Stapels 100 des in Fig. 1 gezeigten elektrochemischen Systems 1 gemäß einer ersten Ausführungsform. Fig. 2a zeigt eine Schnittdarstellung dieses Ausschnitts, wobei die Schnittebene parallel zur x-z-Ebene ausgerichtet ist. Fig. 2b zeigt eine perspektivische Darstellung des in Fig. 2a dargestellten Ausschnitts. Und Fig. 2c zeigt eine Draufsicht auf den in den Fign. 2a und 2b dargestellten Ausschnitt, wobei die Blickrichtung entlang der Stapelrichtung 8 ausgerichtet ist. Der in den Fign. 2a-c dargestellte Stapelausschnitt zeigt eine Vielzahl von Separatorplatten 2a-e, die entlang der Stapelrichtung 8 gestapelt sind. Hier sind die Separatorplatten 2a-e des Stapels 100 identisch ausgebildet. Es ist jedoch ebenso denkbar, dass der Stapel 100 zwei unterschiedliche Arten von Separatorplatten umfasst, die dann beispielsweise alternierend angeordnet sind. Die Separatorplatten 2a-e umfassen jeweils zwei miteinander verbunde ne Einzelplatten, die hier mit 2a', 2a", 2b', 2b" usw. bezeichnet sind. Die Einzelplatten der Separatorplatten sind jeweils aus Metallblechen gebildet, beispielsweise aus Edelstahlblechen, die zumindest abschnittsweise beschichtet sein können. Diese Metallbleche haben gewöhnlich jeweils eine Dicke von weniger 150 pm oder von weniger als 100 pm. Typischerweise sind die Einzel platten jeweils stoffschlüssig miteinander verbunden, z. B. durch Schweißver bindungen, insbesondere durch Laserschweißverbindungen. Die Plattenebe- nen der Separatorplatten 2a-e sind senkrecht zur Stapelrichtung 8 ausgerich tet, also parallel zur x-y-Ebene. Die Plattenebenen der Separatorplatten 2a-e können beispielsweise durch die Ebenen gegeben sein, entlang derer die Ein zelplatten der Separatorplatten miteinander verbunden sind. Dazu ist in Fig.

2a beispielhaft die Plattenebene 20b der Separatorplatte 2b durch eine gestrichelte Linie hervorgehoben.

In einem elektrochemisch aktiven Bereich 10 der Separatorpiatten 2a-e wei sen die Separatorplatten jeweils Strukturen zur Medienführung auf, die z. B. in die Einzelplatten der Separatorplatten 2a-e eingeprägt sind. Diese Strukturen zur Medienführung können beispielsweise Kanäle 10a und die Kanäle 10a begrenzende Stege 10b umfassen. Ferner ist im aktiven Bereich 10 der

Separatorplatten 2a-e zwischen zwei benachbarten Separatorplatten jeweils eine elektrochemische Zelle angeordnet, die jeweils eine

Membranelektrodeneinheit (MEA) umfasst. Die ME As sind hier mit 9a-d be zeichnet. Die ME As 9a-d umfassen jeweils eine Membran, bei dem hier ge zeigten Ausführungsbeispiei insbesondere in Form einer Elektrolytmembran. Ferner können die MEAs 9a-d jeweils beiderseits der Membran angeordnete Gasdiffusionslagen (GDL) aufweisen. Die GDL ermöglichen es, dass die Membranen der MEAs 9a-d auch im Bereich der Stege 10b des aktiven Bereichs 10 angeströmt werden können und verbessern so den Medienaustausch über die Membranen der MEAs 9a-d. Zum Abdichten der zwischen den Separatorplatten 2a-e angeordneten elekt- rochemischen Zellen weisen die Separatorplatten in einem Dichtbereich 11 Dichtelemente in Form von in die Einzelplatten 2a', 2a", 2b', 2b" usw. des Stapels 100 eingeprägten Dichtsicken 11a', 11a", 11b', 11b" usw. auf. Die

Dichtsicken 11a', 11a", 11b', 11b" usw. haben eine entlang der Stapelrichtung 8 und von der jeweiligen Plattenebene aus bestimmte Höhe 14, die in Fig. 2a exemplarisch für die Dichtsicke 11b' der Einzelplatte 11b hervorgehoben ist - hier wird die Materialstärke der Einzelplatte 11b mitgezählt. Zum Abdichten der elektrochemischen Zellen umläuft der Dichtbereich 11 mit den Dichtsi- cken 11a', 11a", 11b', 11b" usw. den aktiven Bereich 10 vollständig (hier nicht gezeigt). Dabei stützen sich je zwei Dichtsicken an einander zugewandten Seiten benachbarter Separatorplatten gegeneinander ab, und zwar jeweils unter Aufnahme eines Rahmens, der mit der Membran der zwischen den jeweiligen Separatorplatten angeordneten MEA verbunden ist und der diese Membran einfasst, zwischen den jeweiligen Dichtsicken. Diese Rahmen sind in Fig. 2a mit 12a-d bezeichnet. So stützt sich in Fig. 2a die in die Einzelplatte 2a" der Separatorplatte 2a eingeprägte Dichtsicke 11a" gegen die in die Einzelplatte 2b' der Separatorplatte 2b eingeprägte Dichtsicke 11b' ab, wobei der Rahmen 12a, der die Membran der zwischen den Separatorplatten 2a und 2b ange- ordneten MEA 9a einfasst, zwischen den Dichtsicken 11a" und 11b' aufge- nommen ist usw.

Bei alternativen Ausführungsformen, die hier nicht explizit dargestellt sind, können anstelle der Dichtsicken 11a', 11a", 11b', 11b" usw. zum Abdichten der elektrochemischen Zellen ebenso von den Separatorplatten 2a-e ver- schiedene Dichtelemente vorgesehen sein, z. B. in Form von zwischen je zwei benachbarten Separatorplatten angeordneten Elastomerdichtungen. Diese können z. B. jeweils zwischen den Separatorplatten eingelegt oder auf die Separatorplatten aufgeklebt oder aufgesp ritzt sein.

Die Separatorplatten 2a-e weisen ferner Fixierelemente 13a-e auf, welche die Funktion haben, die Separatorplatten 2a-e parallel zu den Plattenebenen der Separatorplatten 2a-e relativ zueinander zu positionieren und zu fixieren. Bei der in Fig. 2a gezeigten ersten Ausführungsform des Stapels 100 sind die Fixierelemente 13a-e als Fortsätze der Separatorplatten 2a-e am Rand der Separatorplatten 2a-e ausgebildet. Jedes der Fixierelemente 13a-e in Fig. 2a ist durch einen Fortsatz jeweils genau einer der Einzeiplatten 2a", 2b", 2c", 2d", 2e" der Separatorplatten 2a-e des Stapels 100 gegeben und mit diesen Einzelplatten jeweils einstückig ausgebildet. Einstückigkeit bedeutet hier ins- besondere, dass das mindestens eine Fixierelement integral mit der entspre- chenden Einzelplatte hergestellt ist, also nicht angefügt. Somit bedingt sie zwingend auch Materiaieinheitlichkeit, wobei aber beispielsweise die Dicke nicht durchgängig gleichbleibend sein muss Die Fixierelemente 13a-e sind jeweils auf einer vom aktiven Bereich 10 abge- wandten Seite der Dichtsicken 11a', 11a", 11b', 11b" usw. angeordnet. Die Fixierelemente 13a-e sind von den Dichtsicken 11a', 11a", 11b', 11b" usw. verschieden und von diesen in einer Richtung parallel zu den Plattenebenen der Separatorplatten 2a-e beabstandet, in Fig. 2a insbesondere entlang der x- Richtung 6.

Die die Fixierelemente 13a-e bildenden Fortsätze der Einzelplatten 2a", 2b", 2c", 2d", 2e" sind jeweils gegenüber den Plattenebenen der Einzelplatten zur Stapelrichtung hin umgebogen, in Fig. 2a insbesondere zur positiven z- Richtung 8 hin. Die umgebogenen Enden der die Fixierelemente 13a-e bilden- den Fortsätze der Separatorplatten 2a-e verlaufen wenigstens abschnittweise gerade. Die im gezeigten Querschnitt gerade verlaufenden Abschnitte der Fixierelemente 13a-e schließen mit den Plattenebenen der Separatorplatten 2a-e oder mit zu den Plattenebenen der Separatorplatten 2a-e parallel verlau- fenden Ebenen jeweils einen Winkel a ein. In Fig. 2a hat der Winkel a einen

Wert von ca. 100 Grad. Bei Abwandlungen der hier gezeigten Ausführungs- form kann der Winkel a auch andere Werte annehmen, z. B. 91 Grad < a <

135 Grad oder 100 Grad < a < 120 Grad. Senkrecht zu den Plattenebenen der Separatorplatten 2a-e überragen die Fixierelemente einer gegebenen Separatorplatte die Dichtelemente derselben Separatorplatte, ausgehend von der Plattenebene der jeweiligen

Separatorplatte z. B. wenigstens um das 1,1-fache, wenigstens um das 1,5- fache oder wenigstens um das Doppelte der maximalen Höhe der Dichtele- mente dieser Separatorplatte. So überragt in Fig. 2a das Fixierelement 13b der Separatorplatte 2b die Höhe 14 der Dichtsicke 11b' der Separatorplatte 2b entlang der Stapelrichtung 8, hier z. B. wenigstens um das Dreifache der Höhe 14.

Die Fixierelemente 13a-e der Separatorplatten 2a-e des Stapels 100 sind inei- nander geschachtelt. Dabei ist zwischen den Fixierelementen benachbarter Separatorplatten bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel jeweils wenigstens ein Abschnitt oder ein Fortsatz des Rahmens aufgenommen und verpresst, der mit der Membran der zwischen den jeweiligen Separatorplatten angeordneten MEA verbunden ist und der diese Membran einfasst. So ist in Fig. 2a zwischen dem Fixierelement 13a der Separatorplatte 2a und dem Fi- xierelement 13b der Separatorplatte 2b z. B. der Rahmen 12a aufgenommen und verpresst, der mit der Membran MEA 9a verbunden ist, die zwischen den Separatorplatten 2a und 2b angeordnet ist. Entsprechend ist der Rahmen 12b zwischen den Fixierelementen 13b und 13c der Separatorplatten 2b und 2c aufgenommen und verpresst usw.

Die Rahmen 12a-d sind jeweils derart zwischen den Fixierelementen 13a-e der Separatorplatten 2a-e aufgenommen, dass sie sich wenigstens über den ge- samten Überlappbereich der jeweils an sie angrenzenden Fixierelemente er strecken und diese so vollständig elektrisch gegeneinander isolieren. So ist in Fig. 2b gut zu erkennen, dass der Rahmen 12a derart zwischen den Fixierele- menten 13a und 13b aufgenommen und angeordnet ist, dass er sich über den gesamten Bereich erstreckt, in dem die Fixierelemente 13a und 13b einander überlappen und in Kontakt geraten könnten. Auf diese Weise verhindert der zwischen den Fixierelementen 13a und 13b aufgenommen Abschnitt des Rahmens 12a, dass es im Bereich der Fixierelemente 13a und 13b zu einem ungewollten elektrischen Kurzschluss zwischen den Separatorplatten 2a und 2b bzw. zwischen den Einzelplatten 2a" und 2b" kommt.

Die Schachtelung der Fixierelemente 13a-e der Separatorplatten 2a-e bewirkt, dass sich die Fixierelemente benachbarter Separatorplatten unter Aufnahme je eines der Rahmen 12a-d zwischen diesen Fixierelementen aneinander ab- stützen. In Fig. 2a stützt sich das Fixierelement 13a der Separatorplatte 2a z.

B. derart an dem Fixierelement 13b der Separatorplatte 2b ab, und zwar hier unter Aufnahme des Rahmens 12a zwischen den Fixierelementen 13a und 13b, dass das Fixierelement 13b eine Verschiebung der ersten Separatorpiatte 2a relativ zur zweiten Separatorplatte 2b parallel zu den Plattenebenen der Separatorplatten 2a-e in der negativen x-Richtung 6 verhindert. in Fig. 2a nicht gezeigt sind den Fixierelementen 13a-e entsprechende Fixierelemente an einer den Fixierelementen 13a-e entlang der x-Richtung 6 gegenüberliegenden Seite der Separatorplatten 2a-e, die sich in entsprechender Weise aneinander abstützen und eine Verschiebung der Separatorplatten 2a- e relativ zueinander parallel zu den Plattenebenen der Separatorplatten 2a-e in der positiven x-Richtung 6 verhindern. Darüber hinaus weisen die

Separatorplatten 2a-e vorzugsweise weitere den Fixierelementen 13a-e ent- sprechende Fixierelemente auf, die an einander entlang der y-Richtung 7 ge genüber liegenden Seiten der Separatorplatten 2a-e angeordnet sind. Die an sämtlichen Seiten der Separatorplatten 2a-e angeordneten Fixierelemente erzeugen gemeinsam jeweils einen Formschluss zwischen benachbarten Separatorplatten des Stapels 100 in der x-y Ebene. Auf diese Weise tragen die Fixierelemente 13a-e dazu bei, die Separatorplatten 2a-e relativ zu einander zu positionieren und zu fixieren.

Die Fixierelemente 13a-e sind wenigstens teilweise elastisch ausgebildet, so dass sie durch eine Änderung ihrer Form und/oder ihrer Ausrichtung einer Veränderung eines entlang der Stapelrichtung 8 bestimmten Abstandes der Separatorplatten 2a-e voneinander folgen können. Beispielsweise kann der Winkel a, um den die geraden Enden der Fixierelemente 13a-e gegenüber den Plattenebenen der Separatorplatten 2a-e angewinkelt sind, infolge der Elastizität der Fixierelemente 13a-e geringfügig veränderlich sein. Die Elastizität der die Fixierelemente 13a-e bildenden Fortsätze der Separatorplatten 2a-e bzw. der Einzelplatten 2a", 2b", 2c", 2d", 2e" kann z. B. dadurch gegeben sein, dass ihre Länge jeweils größer ist als ihre Breite. Z. B. kann eine Länge 17 der Fixierelemente 13a-e jeweils wenigstens dreimal oder wenigstens fünfmal so groß sein wie eine Breite 18 der Fixierelemente 13a-e (siehe Fig. 2b). Die Länge 17 der Fixierelemente 13a-e kann z. B. jeweils entlang der geraden Enden der Fixierelemente bestimmt werden. Die Breite 18 der Fixierelemente 13a-e kann z. B. parallel zu den Plattenebenen der Separatorplatten 2a-e und senkrecht zur Dickenrichtung der Separatorplatten 2a-e bzw. der Einzelplatten 2a ", 2b", 2c", 2d", 2e", aus denen die Fixierelemente 13a-e gebildet sind, bestimmt werden. In der Draufsicht der Fig. 2c sind insbesondere das Fixierelement 13a und der zwischen dem Fixierelement 13a und dem Fixierelement 13b angeordnete Abschnitt des Rahmens 12a sowie der Dichtbereich 11 und der aktive Bereich 10 gezeigt.

Die Figuren 3a-c zeigen schematisch einen Ausschnitt eines Stapels 200 des in Fig. 1 gezeigten elektrochemischen Systems 1 gemäß einer zweiten Ausfüh- rungsform. Fig. 3a zeigt eine Schnittdarstellung dieses Ausschnitts, wobei die Schnittebene parallel zur x-z-Ebene ausgerichtet ist. Fig. 3b zeigt eine perspek- tivische Darstellung des in Fig. 3a dargestellten Ausschnitts. Fig. 3c zeigt eine Draufsicht auf den in den Fign. 3a und 3b dargestellten Ausschnitt. Anders als in Fig. 2c ist die Blickrichtung in Fig. 3c jedoch nicht entlang der Stapelrichtung 8 ausgerichtet, sondern entlang einer gegenüber den Plattenebenen der Separatorplatten 2a-e um den Winkel a angewinkelten Richtung, die parallel zu den geraden Enden der Fixierelemente 13a-e ausgerichtet ist.

Der Stapel 200 gemäß den Figuren 3a-c unterscheidet sich vom Stapel 100 gemäß den Figuren 2a-c dadurch, dass die die Fixierelemente 13a-e bildenden Fortsätze der Einzelplatten 2a", 2b", 2c", 2d", 2e" zur Erhöhung ihrer Steifigkeit sickenartige Vertiefungen 21a', 21b', 21c', 21d', 21e' aufweisen (siehe Fig. 3c). Die in das Fixierelement 13a eingeprägte sickenartige Vertiefung 21a' ist besonders gut in Fig. 3b zu erkennen. In Fig. 3a sind der Übersichtlichkeit halber explizit nur die sickenartigen Vertiefungen 21a' und 21e' der Fixierelemente 13a und 13e hervorgehoben. Die sickenartige Vertiefungen 21a', 21b', 21c', 21d', 21e' der Fixierelemente 13a-e des Stapels 200 haben jeweils eine längliche Form und folgen dem Verlauf der geraden Enden der Fixierelemente 13a-e. Der Darstellung der Fig. 3c ist entnehmbar, dass die sickenartigen Vertiefungen ineinander geschachtelt sind. Die ineinander geschachtelten Vertiefungen 21a', 21b', 21c', 21d', 21e' der Fixierelemente 13a-e bewirken zwi- schen benachbarten Separatorplatten des Stapels 200 zusätzlich einen Form schluss entlang der y-Richtung 7. Anders als beim Stapel 100 gemäß den Fign. 2a-c sind die Rahmen 12a-d beim Stapel 200 gemäß den Fign. 3a-c nicht zwi- schen den Fixierelementen 13a-e aufgenommen. Um die Fixierelemente 13a-e benachbarter Separatorplatten des Stapels 200 elektrisch voneinander zu isolieren, weisen die Fixierelemente 13a-e des Stapels 200 jeweils wenigstens an einer Seite eine elektrisch isolierende Beschichtung 19 auf. Beispielsweise weisen beim Stapel 200 gemäß den Fign. 3a-c die die Fixierelemente 13a-e bildenden Fortsätze der Einzelplatten 2a", 2b", 2c", 2d", 2e" jeweils eine elektrisch isolierende Beschichtung 19a-e wenigstens an ihrer in die positive z- Richtung 8 und die positive x-Richtung 6 weisenden Seite auf.

Die Figuren 4a-c zeigen schematisch einen Ausschnitt eines Stapels 300 des in Fig. 1 gezeigten elektrochemischen Systems 1 gemäß einer dritten Ausfüh- rungsform. Fig. 4a zeigt eine Schnittdarstellung dieses Ausschnitts, wobei die Schnittebene parallel zur x-z-Ebene ausgerichtet ist. Fig. 4b zeigt eine perspektivische Darstellung des in Fig. 4a dargestellten Ausschnitts. Und Fig. 4c zeigt eine Draufsicht auf den in den Fign. 4a und 4b dargestellten Ausschnitt, wobei die Blickrichtung wie in Fig. 2c entlang der Stapelrichtung 8 ausgerichtet ist.

Der Stapel 300 gemäß den Figuren 4a-c unterscheidet sich vom Stapel 100 gemäß den Figuren 2a-c dadurch, dass die Separatorplatten 2a-e jeweils zwei Fixierelemente aufweisen, von denen jedes durch einen Fortsatz genau einer der Einzelplatten der jeweiligen Separatorplatte gebildet wird. So weist die Separatorplatte 2a ein durch einen Fortsatz der Einzelplatte 2a' gebildetes erstes Fixierelement 13a' und ein durch einen Fortsatz der Einzelplatte 2a" gebildetes zweites Fixierelement 13a" auf. Die Separatorplatte 2b weist ein durch einen Fortsatz der Einzelpiatte 2b' gebildetes erstes Fixierelement 13b' und ein durch einen Fortsatz der Einzelplatte 2b" gebildetes zweites Fixierelement 13b" auf usw. Die Fixierelemente 13a', 13a", 13b', 13b" usw. des Stapels 300 sind gegenüber den Plattenebenen der Separatorplatten 2a-e in dieselbe Richtung parallel zur Stapelrichtung 8 umgebogen. Dabei sind jeweils die Fixierelemente der einander zugewandten Einzelplatten benachbarter Separatorplatten ineinander geschachtelt, und zwar wie zuvor jeweils unter Aufnahme eines der Rahmen 12a-d oder jeweils unter Aufnahme wenigstens eines Abschnitts eines der Rahmen 12a-d zwischen diesen Fixierelementen. So sind das Fixierelement 13a" der Separatorplatte 2a und das Fixierelement 13b' der Separatorplatte 2b unter Aufnahme des Rahmens 12a zwischen den Fixierelementen 13a" und 13b' ineinander geschachtelt. Das Fixierelement 13b" der Separatorplatte 2b und das Fixierelement 13c' der Separatorplatte 2c sind unter Aufnahme des Rahmens 12b zwischen den Fixierelementen 13b" und 13c' ineinander geschachtelt usw. Anders als beim Stapel 100 gemäß den Figuren 2a-c sind die Fixierelemente 13a', 13a", 13b', 13b" usw. des Stapels 300 gemäß den Figuren 4a-c jeweils in Eckbereichen der Separatorplatten 2a-e angeordnet. Die Fixierelemente 13a', 13a", 13b', 13b" usw. des Stapels 300 sind zudem jeweils derart ausgebildet, dass ihr Querschnitt parallel zu den Plattenebenen der Separatorpiatten 2a-e wenigstens in einem Abschnitt entlang der Stapelrichtung 8 einen gekrümm- ten oder bogenförmigen Verlauf hat, z. B. in Form eines Kreisbogens. Ferner weiten sich die die Fixierelemente 13a', 13a", 13b', 13b" usw. des Stapels 300 bildenden Fortsätze wenigstens abschnittweise in der Stapelrichtung 8 konisch auf.

Aufgrund des abgerundeten Querschnitts der Fixierelemente 13a', 13a", 13b', 13b" usw. des Stapels 300 und aufgrund ihrer Anordnung in den Eckbereichen der Separatorplatten 2a-e lehnen sich die einander benachbarten Fixierele- mente einander benachbarter Separatorplatten in zwei Richtungen aneinan- der, beispielsweise die Fixierelemente 13a" und 13b' Zur formschlüssigen - aber reversiblen - Verbindung der Separatorplatten 2a-e in allen vier Raum- richtungen parallel zu den Plattenebenen der Separatorplatten weisen die Separatorplatten 2a-e des Stapels 300 vorzugsweise jeweils wenigstens zwei Paare von Fixierelementen der in den Fign. 4a-c gezeigten Art an einander diagonal gegenüberliegenden Ecken der Separatorplatten 2a-e auf.

Die Figuren 5a-c zeigen schematisch einen Ausschnitt eines Stapels 400 des in Fig. 1 gezeigten elektrochemischen Systems 1 gemäß einer vierten Ausführungsform. Fig. 5a zeigt eine Schnittdarstellung dieses Ausschnitts, wobei die Schnittebene parallel zur x-z-Ebene ausgerichtet ist. Fig. 5b zeigt eine perspektivische Darstellung des in Fig. 5a dargestellten Ausschnitts. Fig. 5c zeigt eine Draufsicht auf den in den Fign. 5a und 5b dargestellten Ausschnitt, wobei die Blickrichtung wie in Fig. 3c entlang einer gegenüber den Plattenebenen der Separatorplatten 2a-e um den Winkel a angewinkelten Richtung ausgerichtet ist, die parallel zu den geraden Enden der Fixierelemente 13a', 13a", 13b', 13b" usw. des Stapels 400 verläuft.

Wie beim Stapel 300 gemäß den Fign. 4a-c weist jede der Separatorplatten 2a-e des Stapels 400 gemäß den Fign. 5a-c jeweils zwei Fixierelemente auf, von denen jedes durch einen Fortsatz genau einer der Einzelplatten der jeweiligen Separatorpiatte gebildet wird, wobei diese Fortsätze z. B. seitlich an den Kanten der Separatorplatten 2a-e angeordnet sind, ähnlich den Fixierelemen- ten 13a-e des Stapels 100 gemäß den Fign. 2a-c.

Die die Fixierelemente 13a', 13a", 13b', 13b" usw. bildenden Fortsätze der Einzelplatten 2a', 2a", 2b', 2b" usw. des Stapels 400 haben in der senkrecht zu den Plattenebenen der Separatorplatten 2a-e ausgerichteten x-z-Ebene jeweils wenigstens in einem Abschnitt entlang der Stapelrichtung 8 einen U- oder V-förmigen Querschnitt. Die U- bzw. V-Form ist dabei allerdings nicht symmetrisch ausgebildet. Die äußeren geraden Enden der die Fixierelemente 13a', 13a", 13b', 13b" usw. bildenden Fortsätze der Einzelplatten 2a', 2a",

2b', 2b" usw. des Stapels 400 sind dabei jeweils in dieselbe Richtung entlang der Stapelrichtung 8 umgebogen, hier jeweils in die positive z-Richtung, und schließen mit den Piattenebenen der Separatorplatten 2a-e jeweils denselben

Winkel a ein. Zur Erhöhung der Stabilität der Fixierelemente 13a', 13a", 13b', 13b" usw. stützen sich die äußeren geraden Enden der Fixierelemente der Einzelplatten derselben Separatorplatte jeweils wenigstens abschnittweise gegeneinander ab und können entlang dieses Abschnitts ggf. miteinander verbunden sein, z. B. durch eine stoffschlüssige Verbindung, insbesondere durch eine Schweißverbindung. So stützen sich z. B. die äußeren geraden Enden der die Fixierelemente 13a', 13a" bildenden Fortsätze der Einzelplatten 2a', 2a" der Separatorplatte 2a wenigstens abschnittweise gegeneinander ab. Die äußeren geraden Enden der die Fixierelemente 13b', 13b" bildenden Fort- Sätze der Einzelplatten 2b', 2b" der Separatorplatte 2b stützen sich wenigs- tens abschnittweise gegeneinander ab usw.

Während im dargestellten Ausführungsbeispiel die Fixierelemente 13a", 13b" usw. der Einzelplatten 2a", 2b" usw. weiter aus der Plattenebene 20a, 20b usw. ragen als die Fixierelemente 13a', 13b' usw. der Einzelplatten 2a', 2b' usw., d.h. insgesamt länger sind, wie beispielhaft anhand der Pfeile 15a" und 15a' verdeutlicht ist, sind auch abweichende Ausführungsformen möglich. Wesentlich ist bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel, dass der Rahmen 12a, 12b usw. immer mindestens soweit ragt wie das kürzere der beiden an ihn angrenzenden Fixierelemente, so dass er diese vollständig elektrisch ge- geneinander isoliert. Ähnlich wie beim Stapel 300 gemäß den Fign. 4a-c sind dabei jeweils die Fixierelemente der einander zugewandten Einzelplatten benachbarter

Separatorplatten ineinander geschachtelt, und zwar wie zuvor jeweils unter Aufnahme eines der Rahmen 12a-d oder jeweils unter Aufnahme wenigstens eines Abschnitts eines der Rahmen 12a-d zwischen diesen Fixierelementen. So sind das Fixierelement 13a" der Einzelplatte 2a" der Separatorplatte 2a und das Fixierelement 13b' der Einzelplatte 2b' der Separatorplatte 2b unter Auf nahme des Rahmens 12a zwischen den Fixierelementen 13a" und 13b' inei- nander geschachtelt. Das Fixierelement 13b" der Einzelplatte 2b" der

Separatorplatte 2b und das Fixierelement 13c' der Einzelplatte 2c' der Separatorplatte 2c sind unter Aufnahme des Rahmens 12b zwischen den Fixierelementen 13b" und 13c' ineinander geschachtelt usw.

Dabei sind die im Querschnitt U- oder V-förmigen Fixierelemente der einander zugewandten Einzelplatten benachbarter Separatorplatten jeweils derart ineinander geschachtelt, dass sie eine Fixierung der Separatorplatten parallel zu den Plattenebenen der Separatorplatten 2a-e in beiden Orientierungen der x- Richtung 6 bewirken. Z. B. stützt sich das Fixierelement 13a" der Einzelplatte 2a" der Separatorplatte 2a an dem Fixierelement 13b' der Einzelplatte 2b' der Separatorplatte 2b in einer Ebene parallel zu den Plattenebenen der

Separatorplatten 2a-e in der positiven und in der negativen x-Richtung 6 ab. Um einen Formschluss zwischen den Einzelplatten 2a" und 2b' in der x-y Ebene zu erzielen kann ein gleichartig ausgebildetes Paar von Fixierelementen 13a", 13b' ausreichen, das an einer der zur betrachteten Außenkante der Separatorplatten rechtwinklig angeordneten Außenkanten der

Separatorplatten ausgebildet ist. Auf diese Weise können die Fixierelemente 13a" und 13b' beim Stapeln der Separatorplatten 2a und 2b als Führungsstrukturen dienen und so die Montage des Stapels 400 erleichtern.

Die Figuren 6a-d zeigen schematisch einen Ausschnitt eines Stapels 500 des in Fig. 1 gezeigten elektrochemischen Systems 1 gemäß einer fünften Ausführungsform. Fig. 6a zeigt eine Schnittdarstellung dieses Ausschnitts, wobei die Schnittebene 26 (siehe Fig. 6d) parallel zur x-z-Ebene ausgerichtet ist. Fig. 6b zeigt eine perspektivische Darstellung des in Fig. 6a dargestellten Ausschnitts. Fig. 6c zeigt eine weitere Schnittdarstellung dieses Ausschnitts, wobei die Schnittebene 27 gemäß Fig. 6c parallel zur Schnittebene gemäß Fig. 6a ausgerichtet ist (siehe Fig. 6d). Und Fig. 6d zeigt eine Draufsicht auf den in den Fign. 6a-c dargestellten Ausschnitt, wobei die Blickrichtung entlang der Stapelrich- tung 8 ausgerichtet ist. In Fig. 6d sind ferner die Schnittebenen 26, 27 der Fign. 6a, 6c durch gestrichelte Linien hervorgehoben.

Die Separatorplatten 2a-e des Stapels 500 weisen jeweils Fixierelemente in Gestalt von in die Separatorplatten 2a-e eingeformten erhöhten Bereichen 22a', 22a", 22b', 22b", 22c', 22c", 22d', 22d", 22e', 22e" auf. Dabei sind die die Fixierelemente bildenden erhöhten Bereiche einander benachbarter

Separatorplatten jeweils derart angeordnet und derart komplementär zueinander ausgebildet, dass sie jeweils wenigstens in einer Ebene parallel zu den Plattenebenen der Separatorplatten 2a-e formschlüssig ineinander greifen, und zwar wie bei einigen der zuvor gezeigten Ausführungsbeispiele jeweils unter Aufnahme wenigstens eines Abschnitts eines der Rahmen 12a-d zwischen den erhöhten Bereichen benachbarter Separatorplatten. Ferner sind die erhöhten Bereiche 22a', 22a", 22b', 22b", 22c', 22c", 22d', 22d", 22e', 22e" jeweils außerhalb des aktiven Bereichs 10 angeordnet. Die Einzelplatten 2a", 2b", 2c", 2d", 2e" der Separatorplatten 2a-e des Sta- pels 500 weisen jeweils einen in die jeweilige Einzelplatte eingeformten und mit der jeweiligen Einzelplatte einstückig ausgebildeten ersten erhöhten Bereich 22a", 22b", 22c", 22d", 22e" auf. Die ersten erhöhten Bereiche 22a", 22b", 22c", 22d", 22e" ragen jeweils in der negativen z-Richtung 8 über die Dichtsicken 11a", 11b", 11c", lld", Ile" der Einzelplatten 2a", 2b", 2c", 2d",

2e" hinaus. Beispielsweise ist eine ausgehend von der Plattenebene 20a der Separatorplatte 2a und entlang der Stapelrichtung 8 bestimmte Höhe 24a" des ersten erhöhten Bereichs 22a" der Einzelplatte 2a" größer als eine ausgehend von derselben Plattenebene 20a und entlang der Stapelrichtung 8 be- stimmte Höhe 25a" der Dichtsicke 11a" derselben Einzelplatte 2a".

Die Einzelplatten 2a', 2b', 2c', 2d', 2e' der Separatorplatten 2a-e des Stapels 500 weisen jeweils einen in die jeweilige Einzelplatte eingeformten und mit der jeweiligen Einzelplatte einstückig ausgebildeten zweiten erhöhten Bereich 22a', 22b', 22c', 22d', 22e' auf. Die zweiten erhöhten Bereiche 22a', 22b', 22c', 22d', 22e' ragen jeweils in die positive z-Richtung 8, wobei sie im selben Maße wie die Dichtsicken 11a', 11b', 11c', lld', Ile' aus der Einzelplatte 2a', 2b',

2c', 2d', 2e' umgeformt sind. Beispielsweise ist eine ausgehend von der Plattenebene 20b der Separatorplatte 2b und entlang der Stapelrichtung 8 be- stimmte Höhe 24b' des zweiten erhöhten Bereichs 22b' der Einzelplatte 2b' im Wesentlichen gleich einer ausgehend von derselben Plattenebene 20b und entlang der Stapelrichtung 8 bestimmte Höhe 25b' der Dichtsicke 11b' dersel- ben Einzelplatte 2b'.

Die in die positive z-Richtung 8 weisenden zweiten erhöhten Bereiche 22a', 22b', 22c', 22d', 22e' der Einzelplatten 2a', 2b', 2c', 2d', 2e' weisen jeweils eine Vertiefung 23a', 23b', 23c', 23d', 23e' auf. Die in die negative z-Richtung 8 weisenden ersten erhöhten Bereiche 22a", 22b", 22c", 22d", 22e" der Ein- zelplatten 2a", 2b", 2c", 2d", 2e" haben jeweils eine zu den Vertiefungen 23a', 23b', 23c', 23d', 23e' der zweiten erhöhten Bereiche 22a', 22b', 22c', 22d', 22e' komplementäre Form und sind jeweils unter Aufnahme wenigstens eines Abschnitts eines der Rahmen 12a-d in den Vertiefungen 23a', 23b', 23c', 23d', 23e' der zweiten erhöhten Bereiche 22a', 22b', 22c', 22d', 22e' aufge- nommen.

Im Stapel 500 sind die ersten erhöhten Bereiche 22a", 22b", 22c", 22d",

22e" und zweiten erhöhten Bereiche 22a', 22b', 22c', 22d', 22e' jeweils derart komplementär zueinander geformt und angeordnet, dass jedes Paar erster und zweiter erhöhter Bereiche in den einander zugewandten Einzelplatten benachbarter Separatorplatten 2a-e einen Formschluss in zwei Richtungen parallel zu den Plattenebenen der Separatorplatten 2a-e bewirkt.

Z. B. haben die Vertiefungen 23a', 23b', 23c', 23d', 23e' der zweiten erhöhten Bereiche 22a', 22b', 22c', 22d', 22e' parallel zu den Plattenebenen der Separatorplatten 2a-e jeweils einen runden Querschnitt, der sich in der positiven z-Richtung 8 wenigstens abschnittwiese konisch aufweitet. In Fig. 6b ist dazu beispielhaft der zweite Bereich 22a' der Einzelplatte 2a' der

Separatorplatte 2a mit der Vertiefung 23a' dargestellt, wobei sich die Vertie- fung 23a' in der positiven z-Richtung 8 wenigstens abschnittweise konisch aufweitet. Die ersten erhöhten Bereiche 22a", 22b", 22c", 22d", 22e" haben parallel zu den Plattenebenen der Separatorplatten 2a-e z. B. jeweils einen zu den Vertiefungen 23a', 23b', 23c', 23d', 23e' der zweiten erhöhten Bereiche 22a', 22b', 22c', 22d', 22e' komplementären runden Querschnitt, der sich in der negativen z-Richtung 8 wenigstens abschnittweise konisch verjüngt. Es ist jedoch ebenso denkbar, dass die Vertiefungen 23a', 23b', 23c', 23d', 23e' der zweiten erhöhten Bereiche 22a', 22b', 22c', 22d', 22e' und die in diesen Ver- tiefungen aufgenommenen ersten erhöhten Bereiche 22a", 22b", 22c", 22d",

22e" andere zueinander komplementäre Querschnitte haben.