Die Erfindung betrifft einen Membranstapel für einen Befeuchter eines Brennstoffzellensystems sowie einen Befeuchter mit einem solchen Membranstapel. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Membranstapels.

Herkömmliche Membranstapel für Befeuchter umfassen aufeinander gestapelte Membranen mit jeweils einer Membranlage, welche für Gas undurchlässig und für Feuchtigkeit bzw. Wasser oder Wasserdampf durchlässig ist. Zwischen den einzelnen Membranlagen bzw. Membranen ist jeweils ein Zwischenraum ausgebildet, der von dem Gas durchströmbar ist, also einen Gaspfad bildet. Somit kann eine derart ausgebildete Membran des Membranstapels in dem Befeuchter jeweils auf einer Seite von einem zu befeuchtenden Gas und auf der anderen Seite von einem feuchten Gas überströmt werden. Die beiden Gase sind hierbei durch die Membranlage der jeweiligen Membran fluidisch voneinander getrennt. Folglich kommt es zu keiner stofflichen Vermischung der beiden den Befeuchter und den Membranstapel durchströmenden Gase. Allerdings kann die Feuchtigkeit des feuchteren Gases durch die Membranlage treten und vom trockeneren Gas zu dessen Befeuchtung aufgenommen werden. Die Feuchtigkeit der beiden Gase gleicht sich folglich beim Durchströmen des Membranstapels aneinander an.

Einsatz finden solche Befeuchter häufig in Brennstoffzellensystemen, wo eine trockene Kathoden-Zuluft befeuchtet werden muss, bevor diese der Brennstoffzelle zugeführt wird. Die Kathoden-Zuluft ist zu befeuchten, um eine Austrocknung der typischerweise in einer Brennstoffzelle eingesetzten Polymerelektrolytmembranen zu vermeiden oder zumindest zu verzögern. Ein solches Austrocken, welches mit- tels des Befeuchtermoduls zu vermeiden ist, wirkt sich insbesondere auf die Haltbarkeit der Polymerelektrolytmembranen sowie den Wirkungsgrad der Brennstoffzelle negativ aus.

Die Herstellung eines solchen Membranstapels aus Membranen mit jeweiliger Membranlage erweist sich jedoch als technisch aufwändig, da auch unter Betriebsbedingungen sichergestellt sein muss, dass zwischen den einzelnen Membranlagen ein definierter Zwischenraum zum Durchströmen mit dem Gas erhalten bleibt. Insbesondere muss verhindert werden, dass sich benachbarte Membranlagen - etwa aufgrund von Druckschwankungen in dem durch die Zwischenräume bzw. Gaspfade geführten Gas - bewegen können oder infolge einer solchen Bewegung einander gar berühren.

Ein herkömmlicher Membranstapel ist beispielsweise aus US 2017/008935 A1 bekannt. Demnach sind feuchtigkeitsdurchlässige und gasundurchlässige sowie eben ausgebildete Membranen mithilfe von Distanzelementen im Abstand zueinander angeordnet. Somit kann ein zwischen zwei benachbarten Membranen gebildeter Zwischenraum einen Gaspfad zum Durchströmen mit einem Gas ausbilden. Zur Fixierung der Membrane werden diese um die Distanzelemente umgeschlagen und an den Rändern abgedichtet. Die Herstellung eines solchen Membranstapels erweist sich jedoch als technisch relativ aufwendig.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Ausführungsform für einen Membranstapel mit mehreren Membranen bzw. Membranlagen zu schaffen, welche der voranstehend genannten Problematik Rechnung trägt. Außerdem soll ein solcher verbesserter Membranstapel besonders einfach herzustellen sein. Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.

Grundidee der Erfindung ist demnach, die Membranen eines Membranstapels für einen Befeuchter eines Brennstoffzellensystems aufeinander zu stapeln und dabei im Abstand zueinander anzuordnen, indem sie abwechselnd auf einem jeweiligen Distanzelement angeordnet werden. Besagte Distanzelemente sind somit zwischen zwei in Stapelrichtung benachbarten Membranen angeordnet. Dabei bildet ein mithilfe eines jeweiligen Distanzelements gebildeter Zwischenraum zwischen zwei benachbarten Membranen einen Gaspfad zum Durchströmen mit einem Gas, insbesondere mit dem zu befeuchtenden bzw. mit dem feuchten Gas aus. Erfindungsgemäß sind besagte Distanzelemente beidseitig mit den beiden in Stapelrichtung benachbarten Membranen mittels einer Klebverbindung fest verbunden. Eine solche Verbindung kann mittels einer geeigneten Klebelage aus einem Klebstoff oder aus einem Klebeband realisiert sein. Somit entfällt das bei herkömmlichen Membranstapeln übliche Umschlagen der Membranen um das Distanzelement. Gleichzeitig wird mittels des mit den Membranen verklebten Distanzelements eine fluiddichte Begrenzung des Zwischenraums bzw. Gaspfads realisiert. Im Ergebnis ergibt sich somit ein technisch einfach aufgebauter und somit auch kostengünstig herzustellender Membranstapel.

Im Einzelnen umfasst der erfindungsgemäße Membranstapel mehrere, also wenigstens drei, entlang einer Stapelrichtung im Abstand aufeinandergestapelte gasdichte und feuchtigkeitsdurchlässige Membrane. Wird somit an einer ersten Seite der Membran ein trockenes Gas, insbesondere Luft, vorbeigeführt und an einer der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite ein feuchtes Gas - insbesondere Luft- vorbeigeführt, so kann im feuchten Gas vorhandene Feuchtigkeit durch die Membran hindurch auf das trockene Gas übertragen werden. Unter "feuchtes Gas" und "trockenes Gas" ist also vorliegend zu verstehen, dass der Feuchtigkeitsgehalt des feuchten Gases - zumindest vor der Übertragung von Feuchtigkeit auf das trockene Gas - größer ist als der Feuchtigkeitsgehalt des trockenen Gases. Durch den Transfer von Feuchtigkeit durch die Membran hindurch wird das feuchte Gas entfeuchtet und das trockene Gas befeuchtet, d.h. der Feuchtigkeitsgehalt des feuchten Gases nimmt ab und der Feuchtigkeitsgehalt des trockenen Gases nimmt zu.

Unter "gasdichte Membran" ist vorliegend zu verstehen, dass die Membran den Durchtritt eines Gases durch die Membran nicht zulässt. Unter "feuchtigkeitsdurchlässige Membran" ist vorliegend zu verstehen, dass die Membran den Durchtritt von Feuchtigkeit zumindest in Gasform, also insbesondere in Form von Wasserdampf, oder in flüssiger Form, erlaubt. Bevorzugt kann die Membran für Feuchtigkeit sowohl in flüssiger Form als auch in Gasform durchlässig ausgebildet sein.

Zwischen jeweils zwei in Stapelrichtung benachbarten Membranen ist ein Distanzelement angeordnet, welches sich an diesen beiden Membranen abstützt. Die Distanzelemente weisen jeweils eine wellenförmig ausgebildete Stützstruktur auf, die sich senkrecht zur Stapelrichtung entlang einer Erstreckungsrichtung erstreckt und einen entlang der Erstreckungsrichtung mit einem Gas durchström baren Gaspfad ausbildet. Das Gas kann insbesondere das oben erwähnte feuchte bzw. zu befeuchtende Gas sein. Die Distanzelemente sind beidseitig mittels einer Klebverbindung mit der jeweils in Stapelrichtung benachbarten Membran stoffschlüssig fest verbunden.

Besonders bevorzugt können die Distanzelemente in zwischen den Membranen entlang der Stapelrichtung gebildeten Zwischenräumen angeordnet sein, so dass die Zwischenräume einen jeweils von einem Gas durchström baren Gaspfad bilden. Somit sind auch in Stapelrichtung benachbarte Zwischenräume bzw. Gaspfade jeweils um 90° verdreht zueinander von einem Gas durchströmbar. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Stützstruktur zwischen zwei sich jeweils ebenfalls entlang der Erstreckungsrichtung erstreckenden, vorzugsweise flach ausgebildeten, Randabschnitten des jeweiligen Distanzelements angeordnet. Bei dieser Ausführungsform sind die beiden Randabschnitte eines jeweiligen Distanzelements beidseitig mittels der Klebverbindung mit der jeweils in Stapelrichtung benachbarten Membran fest verbunden. Bei dieser Ausführungsform sind außerdem jeweils zwei in Stapelrichtung benachbarte Distanzelemente bzgl. ihrer Erstreckungsrichtung um 90° verdreht zueinander angeordnet. Dies bedeutet, dass sich entlang der Stapelrichtung erste Distanzelemente und zweite Distanzelemente abwechseln, wobei sich die Randabschnitte der ersten Distanzelemente entlang einer ersten Erstreckungsrichtung erstrecken, die orthogonal zu einer zweiten Erstreckungsrichtung verläuft, entlang welcher sich die zweiten Randabschnitte der zweiten Distanzelemente erstrecken.

Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform bilden diejenigen Zwischenräume, in welchen ein erstes Distanzelement angeordnet ist, einen entlang der ersten Erstreckungsrichtung durchström baren ersten Gaspfad. Diejenigen Zwischenräume, in welchen ein zweites Distanzelement angeordnet ist, bilden bei dieser Ausführungsform einen entlang der zweiten Erstreckungsrichtung durchström- baren zweiten Gaspfad.

Bevorzugt wechseln sich entlang der ersten Stapelrichtung erste und zweite Gaspfade ab. Wird durch die ersten Gaspfade feuchtes Gas und durch die zweiten Gaspfade zu befeuchtendes Gas geführt oder umgekehrt, so kann auf diese Weise eine effektive Übertragung von Feuchtigkeit von dem feuchten Gas auf das zu befeuchtende Gas erfolgen.

Besonders zweckmäßig bilden die Kleberbindungen eine fluiddichte seitliche Begrenzung einen jeweiligen Gaspfads aus. Auf diese Weise kann die Bereitstellung separater Dichtungselemente zum Abdichten der Gaspfade bzw. Zwischenräume entfallen.

Besonders zweckmäßig können die Randabschnitte streifenförmig ausgebildet sein. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass entlang der Erstreckungsrichtung genügend Raum für den im Bereich der Stützstruktur gebildeten Gaspfad zur Verfügung steht.

Besonders zweckmäßig ist wenigstens eine Klebverbindung mittels einer Klebelage aus Klebstoff oder aus einem Klebeband realisiert. Besonders bevorzugt gilt dies für alle vorhandenen Klebverbindungen. Auf diese Weise lässt sich der Membranstapel besonders einfach, gleichwohl mechanisch stabil, zusammenbauen.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung besitzt die wellenförmig ausgebildete Stützstruktur im Profil senkrecht zur Erstreckungsrichtung eine, vorzugsweise sinusförmige, geometrische Formgebung mit mehreren Maxima und Minima. Bei dieser Weiterbildung stützt sich eine der beiden in Stapelrichtung benachbarten Membranen an den Maxima ab. Die andere der beiden in Stapelrichtung benachbarten Membranen stützt sich entsprechend an den Minima ab. Auf diese Weise wird eine stabile Anordnung benachbarter Membrane im Abstand zueinander sichergestellt.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung weist der Membranstapel in einem Querschnitt senkrecht zur axialen Richtung die die Geometrie eines Quadrats mit zwei einander gegenüberliegenden ersten Seiten und mit zwei einander gegenüberliegenden zweiten Seiten oder die Geometrie eines Rechtecks mit zwei einander gegenüberliegenden Schmalseiten und zwei einander gegenüberliegenden Breitseiten auf. Bei dieser Weiterbildung enden die Randabschnitte sowohl der ersten und als auch zweiten Distanzelemente jeweils in zwei benachbarten Ecken des Quadrats bzw. Rechtecks. Ein Membranstapel mit einer solchen geometrischen Formgebung ist mechanisch besonders stabil, benötigt nur wenig Bauraum und ermöglicht dennoch eine Übertragung von Feuchtigkeit von dem feuchten Gas auf das zu befeuchtende Gas mit hohem Wirkungsquerschnitt.

Die Erfindung betrifft ferner einen Befeuchter für ein Brennstoffzellensystem eines Kraftfahrzeugs. Der Befeuchter umfasst ein einen Gehäuseinnenraum umgebendes Gehäuse. Ferner umfasst der Befeuchter einen im Gehäuseinnenraum angeordneten und voranstehend vorgestellten, erfindungsgemäßen Membranstapel.

Die vorangehend erläuterten Vorteile des erfindungsgemäßen Membranstapels übertragen sich daher auf den erfindungsgemäßen Befeuchter.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Herstellen eines voranstehend vorgestellten, erfindungsgemäßen Membranstapels gemäß einem ersten Aspekt. Die voranstehend erläuterten Vorteile des erfindungsgemäßen Membranstapels übertragen daher auf das erfindungsgemäße Verfahren, welches gemäß dem ersten Aspekt nachfolgend erläuterte Maßnahmen a) bis h) umfasst.

Gemäß Maßnahme a) wird eine erste Membran bereitgestellt und eine Klebelage aus einem Klebstoff oder aus einem Klebeband auf zwei einander gegenüberliegende und sich jeweils entlang der ersten Erstreckungsrichtung erstreckenden Membran-Randabschnitte dieser Membran aufgebracht.

In Maßnahme b) wird ein erstes Distanzelements auf der ersten Membran angeordnet, so dass sich die Randabschnitte des ersten Distanzelements auf den in Maßnahme a) aufgebrachten Klebelagen entlang der ersten Erstreckungsrichtung erstrecken. Dieses Distanzelement wird also mit dem in Maßnahme a) bereitgestellten Klebstoff bzw. Klebeband verklebt. In Maßnahme c) wird jeweils eine Klebelage aus einem Klebstoff oder aus einem Klebeband auf zwei einander gegenüberliegenden und sich jeweils entlang der ersten Erstreckungsrichtung erstreckenden Randabschnitten des ersten Distanzelements aufgebracht.

In Maßnahme d) wird eine weitere, zweite Membran auf dem ersten Distanzelement angeordnet und diese Membran mit dem ersten Distanzelement mittels des in Maßnahme c) bereitgestellten Klebstoffs bzw. Klebebands verklebt.

Gemäß Maßnahme e) wird eine Klebelage aus einem Klebstoff oder aus einem Klebeband auf zwei einander gegenüberliegenden und sich jeweils entlang einer zweiten Erstreckungsrichtung erstreckenden Membran-Randabschnitten der zweiten Membran aufgebracht, wobei die zweite Erstreckungsrichtung senkrecht zur ersten Erstreckungsrichtung verläuft.

In Maßnahme f) wird ein zweites Distanzelement auf der ersten Membran angeordnet, so dass sich die beiden Randabschnitte des zweiten Distanzelements entlang auf den in Maßnahme a) angeordneten Klebelagen der zweiten Erstreckungsrichtung erstrecken. Dieses Distanzelements wird mit der zweiten Membran mittels der in Maßnahme e) bereitgestellten Klebelage verklebt.

Gemäß Maßnahme g) wird auf zwei einander gegenüberliegende und sich jeweils entlang der zweiten Erstreckungsrichtung erstreckende Randabschnitten des ersten Distanzelements jeweils eine Klebelage aus einem Klebstoff oder aus einem Klebeband aufgebracht. In Maßnahme h) wird schließlich eine weitere, erste Membran auf dem zweiten Distanzelement angeordnet und diese erste Membran mit dem zweiten Distanzelement mittels der in Maßnahme g) bereitgestellten Klebelage verklebt. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Herstellen eines voranstehend vorgestellten, erfindungsgemäßen Membranstapels gemäß einem zweiten Aspekt. Die voranstehend erläuterten Vorteile des erfindungsgemäßen Membranstapels übertragen daher auf das erfindungsgemäße Verfahren, welches gemäß dem ersten Aspekt nachfolgend erläuterte zwei Maßnahmen a) und b) umfasst.

In Maßnahme a) werden wenigstens zwei vorgefertigte Befeuchtermodule bereitgestellt. Jedes Befeuchtermodul umfasst ein (zweites) Distanzelement, welches sandwichartig zwischen zwei Membranen angeordnet und mit diesen mittels einer jeweiligen Klebverbindung fest verbunden ist.

Weiterhin wird in Maßnahme b) ein erstes Distanzelement mit einer beidseitig auf die beiden Randabschnitte dieses Distanzelements aufgebrachten Klebelage aus einem Klebstoff oder aus einem Klebeband zwischen den beiden Befeuchtermodulen angeordnet, so dass sich diese Klebelage ebenso wie die Randabschnitte des ersten Distanzelements entlang einer ersten Erstreckungsrichtung senkrecht zu einer zweiten Erstreckungsrichtung erstrecken, entlang welcher sich die beiden zweiten Distanzelemente der wenigstens zwei Befeuchtermodule erstrecken. In Maßnahme c) wird das erste Distanzelement mit den beiden Befeuchtermodulen verklebt, so dass nach dem Verkleben das erste Distanzelement sandwichartig zwischen den beiden Befeuchtermodulen angeordnet ist.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß dem ersten Aspekt umfasst das Vorfertigen eines jeweiligen Befeuchtermoduls zwei der Maßnahme a) vorgeschaltete Maßnahmen aO) und a1 ). Gemäß Maßnahme aO) wird ein zweites Distanzelement bereitgestellt. Auf die beiden sich entlang einer zweiten Erstreckungsrichtung erstreckenden Randabschnitte dieses Distanzelements wird beidseitig eine Klebelage aus einem Klebstoff oder aus einem Klebeband aufgebracht. In Maßnahme a1 ) erfolgt die Vorfertigung des Befeuchtermoduls durch beidseitiges Anordnen einer jeweiligen Membran auf die Klebelage und durch Verkleben der beiden Membrane mit der Klebelage, so dass nach dem Verkleben das zweite Distanzelement sandwichartig zwischen den beiden Membranen angeordnet ist.

Die genannten Maßnahmen aO), a1 ), a), b) und c) können zur Ausbildung eines Membranstapels mit einer prinzipiell beliebigen Anzahl an Membranen bzw. Gaspfaden wiederholt werden.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.

Es zeigen, jeweils schematisch:

Fig. 1 ein Beispiel eines erfindungsgemäßen Membranstapels 1 in einer perspektivischen Darstellung,

Fig. 2 eine Detaildarstellung der Figur 1 , Fig. 3 ein Distanzelement des Membranstapels in separater, perspektivischer Darstellung,

Fig. 4a eine seitliche Draufsicht auf den Membranstapel entlang einer ersten Erstreckungsrichtung, die orthogonal zur Stapelrichtung des Membranstapels verläuft,

Fig. 4b eine Detaildarstellung der Figur 4a,

Fig. 5a eine seitliche Draufsicht auf den Membranstapel entlang einer zweiten Erstreckungsrichtung, die orthogonal zur Stapelrichtung und orthogonal zur ersten Erstreckungsrichtung des Membranstapels verläuft,

Fig. 5b eine Detaildarstellung der Figur 5a,

Fig. 6a bis 6i, verschiedene Darstellungen, die den Ablauf erfindungsgemäßen Verfahren in der Art von Momentaufnahmen zeigen,

Fig. 7, 8 Darstellungen, welche den Aufbau von vorgefertigten Befeuchtermoduls zur Verwendung in einem erfindungsgemäßen Membranstapel illustrieren,

Fig. 9, 10 zwei Darstellungen, welche den Einbau der vorgefertigten Befeuchtermodule in den erfindungsgemäßen Membranstapel illustrieren.

Die Figur 1 illustriert ein Beispiel eines erfindungsgemäßen Membranstapels 1 in einer perspektivischen Darstellung. Die Figur 2 ist eine Detaildarstellung der Figur 1. Der Membranstapel 1 umfasst mehrere entlang einer Stapelrichtung S im Abstand zueinander aufeinander gestapelte, gasdichte und feuchtigkeitsdurchlässige Membranen 2a, 2b (vgl. Figur 2).

Der Membranstapel 1 weist gemäß Figur 1 in einem Querschnitt senkrecht zur Stapelrichtung S, die Geometrie eines Quadrats 14 mit zwei einander gegenüberliegenden ersten Seiten 15a, 15b und mit zwei einander gegenüberliegenden zweiten Seiten 16a, 16b auf. Ein zwischen jeweils zwei in Stapelrichtung S benachbarten Membranen 2a, 2b jeweils gebildeter erster bzw. zweiter Zwischenraum 7a bzw. 7b bildet gemäß Figur 2 einen mit einem ersten Gas G1 durchström- baren ersten Gaspfad 5a bzw. einen von einem zweiten Gas G2 durchströmbaren zweiten Gaspfad 5b.

Gemäß den Figuren 1 und 2 wechseln sich also die ersten und zweiten Zwischenräume 7a, 7b und somit die ersten und zweiten Gaspfade 5b entlang der Stapelrichtung S ab. Die ersten Gaspfade 5a sind dabei entlang einer ersten Erstreckungsrichtung E1 , E mit dem ersten Gas G1 durchströmbar, die senkrecht zu einer zweiten Erstreckungsrichtung E2, E verläuft, entlang welcher die zweiten Gaspfade 5b mit dem zweiten Gas 5b durchströmt werden können. Dies ermöglicht eine Durchströmung der Gaspfade 5a, 5b mit dem ersten bzw. zweiten Gas G1 , G2 im Kreuzstrom.

In den ersten Zwischenräumen 7a ist gemäß Figur 2 jeweils ein erstes Distanzelement 3a angeordnet, welches sich an den beiden benachbarten Membranen 2a, 2b abstützt. In den zweiten Zwischenräumen 7b ist jeweils ein zweites Distanzelement 3b angeordnet, welches sich ebenfalls an den beiden benachbarten Membranen 2a, 2b abstützt. Die Distanzelemente 3a, 3b weisen jeweils eine in Figur 2 erkennbare wellenförmig ausgebildete Stützstruktur 8a bzw. 8b auf. Zur Verdeutlichung ist eines der ersten Distanzelemente 3a in der Figur 3 in separater Darstellung gezeigt. Die Stützstruktur 8a des Distanzelements 3a erstreckt sich senkrecht zur Stapelrichtung S entlang der Erstreckungsrichtung E bzw. E1 . Das erste Distanzelement 3a weist gemäß Figur 3 zwei sich jeweils ebenfalls entlang der ersten Erstreckungsrichtung E1 erstreckende, flach ausgebildete Randabschnitten 4a.1 , 4a.2 auf, zwischen welchen die Stützstruktur 8a angeordnet ist. Das zweite Distanzelement 3b (nicht dargestellt) ist identisch zum ersten Distanzelement 3a ausgebildet, erstreckt sich aber gemäß den Figuren 1 und 2 entlang der zweiten Erstreckungsrichtung E2, E, also senkrecht zur ersten Erstreckungsrichtung E1 , E.

Wie die Figur 2 erkennen lässt, wechseln sich entlang der Stapelrichtung S erste Distanzelemente 3a und zweite Distanzelemente 3b ab. Die ersten Distanzelemente 3a sind dabei um 90° verdreht zu den zweiten Distanzelementen 3b angeordnet. Die erste Erstreckungsrichtung E1 , E der ersten Distanzelemente 3a verläuft also orthogonal zur zweiten Erstreckungsrichtung E2, E der zweiten Distanzelemente 3b. Entsprechend erstrecken sich die Randabschnitte 4a.1 , 4a.2 der ersten Distanzelemente 4a entlang der ersten Erstreckungsrichtung E, E1. Die zweiten Randabschnitte 4b.1 , 4b.2 der zweiten Distanzelemente 3b erstrecken sich demnach entlang der zweiten Erstreckungsrichtung E, E2. Die Randabschnitte 4a.1 , 4a.2, 4b.1 , 4b.2 sind im Beispielszenario längs- bzw. streifenförmig ausgebildet und erstrecken sich entlang der ersten bzw. zweiten Erstreckungsrichtung E1 , E2 über die gesamte Erstreckung der Membranstapel 1 hinweg.

Zur Verdeutlichung des Aufbaus des vorangehend erläuterten Membranstapels 1 zeigt die Figur 4a eine Draufsicht auf den Membranstapel 1 entlang der ersten Erstreckungsrichtung E1 und die Figur 5a eine Draufsicht auf den Membranstapel 1 entlang der zweiten Erstreckungsrichtung E2. Die Figuren 4b und 5b sind Detaildarstellungen der Figuren 4a bzw. 5a. Im Beispiel der Figuren 1 bis 5 sind die beiden Randabschnitte 4a.1 , 4a.2, 4b.1 , 4b.2 eines jeweiligen Distanzelements 3a, 3b beidseitig mittels einer Klebverbindung 6a.1 , 6a.2, 6b.1 , 6b.2 (vgl. Detaildarstellung der Figuren 4b und 5b) mit der jeweils in Stapelrichtung S benachbarten Membran 2a, 2b fest verbunden. Die Klebverbindungen 6a.1 , 6a.2, 6b.1 , 6b.2 bilden eine fluiddichte Begrenzung eines jeweiligen Gaspfads 5a, 5b aus. Die Klebverbindungen 6a.1 , 6a.2, 6b.1 , 6b.2 können mittels jeweiliger Klebelagen aus einem Klebstoff 9a.1 , 9a.2, 9b.1 , 9b.2 oder aus einem Klebeband 10a.1 , 10a.2, 10b.1 , 10b.2 realisiert sein. Auch die Klebverbindungen 6a.1 , 6a.2, 6b.1 , 6b.2 sind im Beispielszenario streifenförmig ausgebildet.

Wie die Figuren 4b und 5b außerdem veranschaulichen, können die wellenförmig ausgebildete Stützstrukturen 8a, 8b im Profil senkrecht zur Erstreckungsrichtung E1 bzw. E2 jeweils eine sinusförmige geometrische Formgebung 11 mit mehreren Maxima 12 und Minima 13 aufweisen. Eine der beiden in Stapelrichtung S benachbarten Membranen 2a, 2b stützt sich dabei an besagten Maxima 12 ab. Die andere der beiden in Stapelrichtung S benachbarten Membranen 2b stützt sich entsprechend an den Minima 13 ab.

Im Folgenden wird anhand der Figuren 6a bis 6i das erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen des voranstehend vorgestellten, erfindungsgemäßen Membranstapels 1 beispielhaft erläutert. Das Verfahren umfasst die Maßnahmen a) bis g).

Gemäß Maßnahme a) wird eine in Figur 6a gezeigte erste Membran 2a bereitgestellt.

Wie in Figur 6b gezeigt wird im Zuge von Maßnahme a) auf die beiden einander gegenüberliegenden und sich jeweils entlang der ersten Erstreckungsrichtung E, E1 erstreckenden Membran-Randabschnitte 18a, 18b dieser Membran 2a jeweils eine Klebelage aus einem Klebeband 10a.1 , 10a.2 aufgebracht. Anstelle eines Klebebands 10a.1 , 10a.2 kann als Klebelage auch ein Klebstoff (nicht gezeigt) verwendet werden.

In Maßnahme b) wird wie in Figur 6c gezeigt ein erstes Distanzelement 3a auf der ersten Membran 2a angeordnet, so dass sich die Randabschnitte 4a.1 , 4a.2 des ersten Distanzelements 3a entlang der ersten Erstreckungsrichtung E, E1 erstrecken und auf den Membran-Randabschnitten 18a, 18b angeordnet sind, auf welchen wiederum in Maßnahme a) die Klebebänder 10a.1 , 10a.2 angeordnet wurden. Dieses erste Distanzelement 3a wird im Zuge von Maßnahme b) mit dem in Maßnahme a) aufgebrachten Klebeband 10a.1 , 10a.2 verklebt. Die Klebebänder 10a.1 und 10a.2 dienen also zur Ausbildung einer jeweiligen Klebverbindung 6a.1 , 6a.2 der ersten Membran 2a mit dem ersten Distanzelement 3a.

In Maßnahme c) wird wie in Figur 6d gezeigt auf die beiden einander gegenüberliegenden und sich jeweils entlang der ersten Erstreckungsrichtung E, E1 erstreckenden Randabschnitte 4a.1 , 4a.2 des ersten Distanzelements 3a ein weiteres Klebeband 10a.1 , 10a.2 aufgebracht.

In Maßnahme d) wird wie in Figur 6e gezeigt eine weitere, zweite Membran 2b auf dem ersten Distanzelement 3a angeordnet und diese Membran 2b mit dem ersten Distanzelement 3a mittels des in Maßnahme c) bereitgestellten Klebebands 10a.1 , 10a.2 verklebt.

In Maßnahme e) wird wie in Figur 6f gezeigt jeweils ein weiteres Klebeband 10b.1 , 10b.2 auf zwei einander gegenüberliegenden und sich jeweils entlang einer zweiten Erstreckungsrichtung E, E2 erstreckenden Membran-Randabschnitten 19a, 19b der zweiten Membran 2b aufgebracht. Die zweite Erstreckungsrichtung E, E2 verläuft senkrecht zur ersten Erstreckungsrichtung E, E1 . In Maßnahme f) wird wie in Figur 6g gezeigt ein zweites Distanzelement 3b auf der ersten Membran 2a angeordnet, so dass sich die beiden Randabschnitte 4b.1 , 4b.2 des zweiten Distanzelements 3b entlang der zweiten Erstreckungsrichtung E, E2 erstrecken und auf den Membran-Randabschnitten 19a, 19b angeordnet sind, auf welchen wiederum in Maßnahme e) die Klebebänder 10b.1 , 10b.2 angeordnet wurden. Das zweite Distanzelement 3b wird also mittels der in Maßnahme e) bereitgestellten Klebebänder 10b.1 , 10b.2 mit der zweiten Membran 2b verklebt. Es wird sich also eine Klebverbindung 6b.1 , 6b.2 zwischen der zweiten Membran 2b und dem zweiten Distanzelement 3b gebildet.

In Maßnahme g) wird wie in Figur 6h gezeigt jeweils ein weiteres Klebeband 10b.1 , 10b.2 auf zwei einander gegenüberliegenden und sich jeweils entlang der zweiten Erstreckungsrichtung E2, E erstreckenden Randabschnitten 4a.1 , 4a.2 des zweiten Distanzelements 3b aufgebracht.

In Maßnahme i) wird schließlich eine weitere erste Membran 2a auf dem zweiten Distanzelement 3b angeordnet und diese erste Membran 2a mit dem zweiten Distanzelement 3b mittels des in Maßnahme g) bereitgestellten Klebebands 10b.1 , 10b.2 verklebt. Es wird also zwischen dem zweiten Distanzelement 3b und der weiteren ersten Membran 2a eine weitere Klebverbindung 6b.1 , 6b.2 ausgebildet.

Mittels der voranstehend erläuterten Maßnahmen a) bis i) ist ein Membranstapel 1 mit drei Membranen 2a, 2b, 2a und somit genau einem ersten Gaspfad 5a - zwischen den voranstehend erläuterten Membranen 2a, 2b - und mit genau einem - zwischen den Membranen 2b, 2a - zweiten Gaspfad 5b hergestellt.

Durch Iteration der voranstehend erläuterten Maßnahmen b) bis i) lässt sich ein Membranstapel 1 mit einer größeren Anzahl an ersten und zweiten Gaspfaden 5a, 5b herstellen. Im Folgenden wird anhand der Figuren 7 bis 10 eine besonders vorteilhafte Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens erläutert.

Bei dieser Variante werden in Maßnahme a) dieser Variante vorgefertigte Befeuchtermodule 20 bereitgestellt. Ein solches Befeuchtermodul 20 ist in Figur 7 separat dargestellt. Jedes Befeuchtermodul 20 umfasst demnach ein erstes Distanzelement 3a, welches sandwichartig zwischen zwei Membranen 2a, 2b angeordnet und mit diesen mittels einer jeweiligen Klebverbindung 6b.1 , 6b.2) fest verbunden ist. Das zweite Distanzelement 3b erstreckt sich dabei mit seinen Randabschnitten 4b.1 , 4b.2 (in der Teilansicht der Figur 7 ist nur der zweite Randabschnitt 4b.2 und somit die zweite Klebverbindung 6b.2 erkennbar) entlang der zweiten Erstreckungsrichtung E2, E. Die Klebverbindung 6b.1 , 6b2 kann mittels einer Klebelage aus einem Klebstoff 9b.1 , 9b.2 oder mittels einer Klebelage aus einem Klebeband 10b.1 , 10b.2 realisiert sein.

Weiterhin wird wie in Figur 8 gezeigt in Maßnahme b) in Stapelrichtung S zwischen jeweils zwei Befeuchtermodulen 20 ein erstes Distanzelement 3a mit beidseitig auf die beiden Randabschnitten 4a.1 , 4a.2 dieses Distanzelements 3a aufgebrachten Klebebändern 10a.1 , 10a.2 angeordnet (in der Teilansicht der Figur 8 ist nur der ersten Randabschnitt 4a.1 und somit das erste Klebeband 10a.1 erkennbar), so dass sich dieses Klebeband 10a.1 , 10a.2 ebenso wie die Randabschnitte 4a.1 , 4a.2 des ersten Distanzelements 3a entlang der ersten Erstreckungsrichtung E1 , E senkrecht zur zweiten Erstreckungsrichtung E2, E erstrecken.

In Maßnahme c) wird das erste Distanzelement 3a mit den beiden Befeuchtermodulen 20, 20 verklebt, so dass nach dem Verkleben das erste Distanzelement 3a sandwichartig zwischen den beiden benachbarten Befeuchtermodulen 20, 20 angeordnet ist. Auf diese Weise wird der in den Figuren 1 und 2 gezeigte Membranstapel 1 hergestellt. Im Folgenden wird die Herstellung der voranstehend erläuterten Befeuchtermodule 20 erläutert. Die Herstellung eines jeweiligen Befeuchtermoduls 20 kann in zwei der voranstehend erläuterten Maßnahme a) vorangehenden und aufeinanderfolgenden Maßnahmen aO) und a1 ) erfolgen.

Gemäß Maßnahme aO) wird wie in Figur 9 gezeigt das zweite Distanzelement 3b bereitgestellt. Auf die beiden sich entlang einer zweiten Erstreckungsrichtung E2, E erstreckenden Randabschnitte 4b.1 , 4b.2 dieses Distanzelements 3b wird beidseitig das Klebeband 10b.1 , 10b.2 aufgebracht (in der Teilansicht der Figur 9 ist nur der zweite Randabschnitt 4b.2 mit den Klebebändern 10b.2 erkennbar).

In Maßnahme a1 ) wird dann wie in Figur 10 dargestellt die Vorfertigung des Befeuchtermoduls 20 durch beidseitiges Anordnen einer jeweiligen Membran 2a, 2b auf den Klebebändern 10b.1 , 10b.2 und Verkleben der beiden Membrane 2a, 2b mit den Klebebändern 10a.1 , 10a.2, so dass nach dem Verkleben das erste Distanzelement 3a sandwichartig zwischen den beiden Membranen 2a, 2b angeordnet ist, abgeschlossen.

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