DE102017108439A1 - Electrochemical device, functional element and process for its preparation - Google Patents
Electrochemical device, functional element and process for its preparation Download PDFInfo
- Publication number
- DE102017108439A1 DE102017108439A1 DE102017108439.8A DE102017108439A DE102017108439A1 DE 102017108439 A1 DE102017108439 A1 DE 102017108439A1 DE 102017108439 A DE102017108439 A DE 102017108439A DE 102017108439 A1 DE102017108439 A1 DE 102017108439A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- cell
- electrochemical
- contact element
- electrochemical device
- contact
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 16
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 claims abstract description 17
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000005518 polymer electrolyte Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 45
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 21
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 12
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 12
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 12
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 8
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 8
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 8
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 7
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 6
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 4
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 4
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 4
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 4
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 3
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000003487 electrochemical reaction Methods 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001200 Ferrotitanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000557 Nafion® Polymers 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002048 anodisation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 238000003776 cleavage reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 239000012809 cooling fluid Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000004070 electrodeposition Methods 0.000 description 1
- 238000005246 galvanizing Methods 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 238000004080 punching Methods 0.000 description 1
- 238000003908 quality control method Methods 0.000 description 1
- 238000006479 redox reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000007017 scission Effects 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B15/00—Operating or servicing cells
- C25B15/02—Process control or regulation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B1/00—Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
- C25B1/01—Products
- C25B1/02—Hydrogen or oxygen
- C25B1/04—Hydrogen or oxygen by electrolysis of water
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B15/00—Operating or servicing cells
- C25B15/06—Detection or inhibition of short circuits in the cell
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B9/00—Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
- C25B9/70—Assemblies comprising two or more cells
- C25B9/73—Assemblies comprising two or more cells of the filter-press type
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B9/00—Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
- C25B9/70—Assemblies comprising two or more cells
- C25B9/73—Assemblies comprising two or more cells of the filter-press type
- C25B9/77—Assemblies comprising two or more cells of the filter-press type having diaphragms
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
- H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
- H01M8/04537—Electric variables
- H01M8/04544—Voltage
- H01M8/04552—Voltage of the individual fuel cell
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
- H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
- H01M8/04537—Electric variables
- H01M8/04574—Current
- H01M8/04582—Current of the individual fuel cell
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
- H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
- H01M8/04537—Electric variables
- H01M8/04634—Other electric variables, e.g. resistance or impedance
- H01M8/04641—Other electric variables, e.g. resistance or impedance of the individual fuel cell
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
- H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
- H01M8/04664—Failure or abnormal function
- H01M8/04671—Failure or abnormal function of the individual fuel cell
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
- H01M8/241—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells with solid or matrix-supported electrolytes
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/36—Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Abstract
Die Erfindung geht aus von einer Elektrochemievorrichtung, insbesondere einer Elektrolysevorrichtung, insbesondere einer Polymerelektrolytmembran-Elektrolysevorrichtung, mit zumindest einer Zelleneinheit (12), die zumindest eine elektrochemische Zelle (14) umfasst.
Es wird vorgeschlagen, dass die elektrochemische Zelle (14) zumindest ein Kontaktelement (18) aufweist, das von einem Anschlusselement (22, 24) für eine Energieversorgung (26) verschieden ist.
The invention is based on an electrochemical device, in particular an electrolysis device, in particular a polymer electrolyte membrane electrolysis device, having at least one cell unit (12) which comprises at least one electrochemical cell (14).
It is proposed that the electrochemical cell (14) has at least one contact element (18) which is different from a connection element (22, 24) for a power supply (26).
Description
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung betrifft eine Elektrochemievorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, ein funktionelles Element nach dem Oberbegriff des Anspruchs 15 sowie ein Verfahren zur Herstellung eines funktionellen Elements gemäß dem Anspruch 16.The invention relates to an electrochemical device according to the preamble of claim 1, a functional element according to the preamble of claim 15 and a method for producing a functional element according to
Aus dem Stand der Technik sind Elektrolyseure bekannt, die einen Zellenstapel, oft auch als „Stack“ bezeichnet, aufweisen, der eine Vielzahl von in Reihe geschalteten Elektrolysezellen aufweist. Eine Betriebsspannung wird an den gesamten Zellenstapel angelegt, wobei oftmals deren zeitlicher Verlauf und/oder ein zeitlicher Verlauf eines Gesamtstroms überwacht wird, um etwaige Störungen und/oder einen Bedarf für eine Änderung von Betriebsparametern identifizieren zu können.Electrolysers are known from the prior art, which have a cell stack, often referred to as a "stack", having a plurality of series-connected electrolysis cells. An operating voltage is applied to the entire cell stack, often monitoring its timing and / or a time history of a total current, in order to identify any disturbances and / or a need for a change of operating parameters.
Die Aufgabe der Erfindung besteht insbesondere darin, vorteilhafte Eigenschaften hinsichtlich einer Bauweise zu erzielen. Weiterhin besteht eine Aufgabe der Erfindung insbesondere darin, eine einfache und/oder zuverlässige Überwachbarkeit von Teilen eines Zellenstapels zu erzielen. Zudem besteht eine Aufgabe der Erfindung insbesondere darin, vorteilhafte Eigenschaften hinsichtlich einer einfachen und/oder kostengünstigen Fertigung zu erzielen. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnommen werden können.The object of the invention is in particular to achieve advantageous properties in terms of a construction. Furthermore, an object of the invention is in particular to achieve a simple and / or reliable monitoring of parts of a cell stack. In addition, an object of the invention is in particular to achieve advantageous properties in terms of a simple and / or cost-effective production. The object is achieved by the features of claim 1, while advantageous embodiments and modifications of the invention can be taken from the dependent claims.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Die Erfindung geht aus von einer Elektrochemievorrichtung, insbesondere einer Elektrolysevorrichtung, insbesondere einer Polymerelektrolytmembran-Elektrolysevorrichtung, mit zumindest einer Zelleneinheit, die zumindest eine elektrochemische Zelle umfasst.The invention is based on an electrochemical device, in particular an electrolysis device, in particular a polymer electrolyte membrane electrolysis device, having at least one cell unit comprising at least one electrochemical cell.
Es wird vorgeschlagen, dass die elektrochemische Zelle zumindest ein Kontaktelement aufweist, das von einem Anschlusselement für eine Energieversorgung verschieden ist.It is proposed that the electrochemical cell has at least one contact element that is different from a connection element for a power supply.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann eine vorteilhafte Bauweise erzielt werden. Ferner kann eine Elektrochemievorrichtung bereitgestellt werden, deren Betrieb einfach und/oder zuverlässig überwacht werden kann. Zudem kann eine kostengünstig und/oder einfach zu fertigende Elektrochemievorrichtung bereitgestellt werden. Ferner können vorteilhafte Eigenschaften hinsichtlich einer einfachen und/oder kostengünstigen Fertigung von Komponenten einer Elektrochemievorrichtung erzielt werden. Vorteilhaft können Betriebsparameter von Teilen einer Elektrochemievorrichtung, insbesondere von einzelnen elektrochemischen Zellen, zuverlässig gemessen werden. Ferner kann eine Vielzahl von Kontaktelementen auf engem Raum bereitgestellt werden, wodurch insbesondere Einzelzellenmessungen an einer Vielzahl benachbarter Zellen ermöglicht werden können. Zudem können auch sehr dünne Einzelzellen zuverlässig kontaktiert werden. Außerdem kann eine hohe Zuverlässigkeit und/oder eine hohe Belastbarkeit von elektrischen Kontaktelementen erzielt werden.The inventive design, an advantageous construction can be achieved. Furthermore, an electrochemical device can be provided whose operation can be easily and / or reliably monitored. In addition, a low-cost and / or easy-to-manufacture electrochemical device can be provided. Furthermore, advantageous properties with regard to a simple and / or cost-effective production of components of an electrochemical device can be achieved. Advantageously, operating parameters of parts of an electrochemical device, in particular of individual electrochemical cells, can be reliably measured. Furthermore, a large number of contact elements can be provided in a small space, whereby in particular single cell measurements can be made possible on a large number of adjacent cells. In addition, even very thin single cells can be reliably contacted. In addition, a high reliability and / or a high load capacity of electrical contact elements can be achieved.
Unter einer „Elektrochemievorrichtung“ soll insbesondere zumindest ein, vorzugsweise funktionsfähiger, Teil eines Geräts und/oder einer Maschine, insbesondere eines Elektrolyseurs, verstanden werden, das/die zur Durchführung zumindest eines zumindest teilweise elektrochemischen Arbeitsschritts vorgesehen ist. Insbesondere kann die Elektrochemievorrichtung auch das gesamte Gerät und/oder die gesamte Maschine umfassen. Vorzugsweise ist die Elektrochemievorrichtung dazu vorgesehen, elektrische Energie in chemische Bindungsenergie und/oder chemische Bindungsenergie in elektrische Energie umzuwandeln. Insbesondere läuft zumindest in zumindest einem Normalbetriebszustand zumindest eine chemische Reaktion ab, die mit einem elektrischen Strom verknüpft ist, insbesondere eine Redox-Reaktion. Beispielsweise kann die Elektrochemievorrichtung eine Brennstoffzellenvorrichtung, eine Batterievorrichtung, eine Messgerätevorrichtung, eine Generatorvorrichtung, eine Analysevorrichtung, eine Elektrodepositionsvorrichtung, eine Anodisierungsvorrichtung, eine Galvanisierungsvorrichtung, eine Redoxreaktorvorrichtung oder dergleichen umfassen. Vorzugsweise ist die Elektrochemievorrichtung als eine Elektrolysevorrichtung ausgebildet, besonders bevorzugt als eine Wasserstoffelektrolysevorrichtung, die insbesondere zur elektrochemischen Spaltung von Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff vorgesehen ist. Die Elektrochemievorrichtung kann dazu vorgesehen sein, zumindest ein Gas, insbesondere Wasserstoff, mit einem Überdruck gegenüber einer Umgebung bereitzustellen, insbesondere mit einem Druck von wenigstens 1 bar, wobei auch Drücke von wenigstens 5 bar, wenigstens 10 bar, wenigstens 15 bar, wenigstens 20 bar, wenigstens 30 bar oder noch größere Drücke denkbar sind. Insbesondere kann die Elektrochemievorrichtung zu einer Verbindung mit einem Gasbehälter, insbesondere einem Wasserstofftank, vorgesehen sein, wobei denkbar ist, dass ein Betriebsdruck der Elektrochemievorrichtung an einen Füllstand des Gasbehälters anpassbar und/oder angepasst ist. Beispielsweise ist denkbar, dass die Elektrochemievorrichtung das Gas gegen einen Fülldruck des Gasbehälters erzeugt und diesen insbesondere ohne Verwendung eines Kompressors oder dergleichen befüllt. Alternativ ist auch denkbar, dass die Elektrochemievorrichtung zumindest im Wesentlichen frei von einem Überdruck betrieben wird. Ferner ist denkbar, dass die Elektrochemievorrichtung bei einem konstanten Druck betreibbar ist und/oder in dem Normalbetriebszustand mit einem konstanten Arbeitsdruck betrieben ist. Insbesondere in diesem Fall ist eine Kombination mit einem Kompressor denkbar. Zudem kann die Elektrochemievorrichtung eine Hochdruckelektrolysevorrichtung und insbesondere dazu vorgesehen sein, zumindest ein Gas, insbesondere Wasserstoff, mit einem Druck von wenigstens 50 bar, vorzugsweise von wenigstens 70 bar und besonders bevorzugt von wenigstens 100 bar oder noch mehr zu erzeugen und/oder bereitzustellen. Unter „vorgesehen“ soll insbesondere speziell programmiert, ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden. Darunter, dass ein Objekt zu einer bestimmten Funktion vorgesehen ist, soll insbesondere verstanden werden, dass das Objekt diese bestimmte Funktion in zumindest einem Anwendungs- und/oder Betriebszustand erfüllt und/oder ausführt.An "electrochemical device" should in particular be understood to mean at least one, preferably functional, part of a device and / or a machine, in particular an electrolyzer, which is provided for carrying out at least one at least partially electrochemical working step. In particular, the electrochemical device may also comprise the entire device and / or the entire machine. Preferably, the electrochemical device is intended to convert electrical energy into chemical binding energy and / or chemical binding energy into electrical energy. In particular, at least in at least one normal operating state, at least one chemical reaction takes place, which is linked to an electric current, in particular a redox reaction. For example, the electrochemical device may include a fuel cell device, a battery device, a meter device, a generator device, an analyzer, an electrode position device, an anodization device, a plating device, a redox reactor device, or the like. Preferably, the electrochemical device is designed as an electrolysis device, particularly preferably as a hydrogen electrolysis device, which is provided in particular for the electrochemical cleavage of water into hydrogen and oxygen. The electrochemical device can be provided to provide at least one gas, in particular hydrogen, with an overpressure to an environment, in particular with a pressure of at least 1 bar, whereby pressures of at least 5 bar, at least 10 bar, at least 15 bar, at least 20 bar , at least 30 bar or even greater pressures are conceivable. In particular, the electrochemical device can be provided for connection to a gas container, in particular a hydrogen tank, it being conceivable for an operating pressure of the electrochemical device to be adaptable and / or adapted to a filling level of the gas container. For example, it is conceivable that the electrochemical device generates the gas against a filling pressure of the gas container and this filled in particular without the use of a compressor or the like. Alternatively, it is also conceivable that the electrochemical device is at least substantially free of an overpressure is operated. Furthermore, it is conceivable that the electrochemical device is operable at a constant pressure and / or is operated in the normal operating state with a constant working pressure. In particular, in this case, a combination with a compressor is conceivable. In addition, the electrochemical device can be a high-pressure electrolysis device and, in particular, provided to produce and / or provide at least one gas, in particular hydrogen, at a pressure of at least 50 bar, preferably at least 70 bar and more preferably at least 100 bar or even more. By "provided" is intended to be understood in particular specially programmed, designed and / or equipped. The fact that an object is intended for a specific function should in particular mean that the object fulfills and / or executes this specific function in at least one application and / or operating state.
Unter einer „elektrochemischen Zelle“ soll insbesondere eine funktionelle Einheit verstanden werden, mittels derer zumindest eine elektrochemische Reaktion durchführbar ist, insbesondere eine elektrochemische Reaktion der Art, für deren Durchführung die Elektrochemievorrichtung vorgesehen ist. Beispielsweise kann die elektrochemische Zelle eine Brennstoffzelle, eine Batteriezelle, eine Messzelle, eine Redoxzelle oder dergleichen sein. Vorteilhaft ist die elektrochemische Zelle eine Elektrolysezelle. Besonders vorteilhaft ist die elektrochemische Zelle eine Zellenstapel-kompatible Elektrolysezelle, insbesondere eines Elektrolyse-Zellenstapels. Vorteilhaft umfasst die elektrochemische Zelle zumindest eine Anode, an welcher in dem Normalbetriebszustand vorzugsweise Sauerstoff gebildet wird. Vorzugsweise umfasst die elektrochemische Zelle zumindest eine Kathode, an welcher in dem Normalbetriebszustand bevorzugt Wasserstoff gebildet wird. Vorteilhaft umfasst die elektrochemische Zelle zumindest eine Membran, insbesondere eine vorteilhaft selektiv protonenleitende Membran, bevorzugt eine Polymerelektrolytmembran. Besonders bevorzugt sind die Anode und die Kathode zumindest durch die Membran voneinander getrennt. Insbesondere ist die Anode und/oder die Kathode flächig und/oder schichtartig und/oder eine Schicht und/oder Beschichtung. Vorzugsweise ist die Membran zumindest teilweise und besonders bevorzugt zu wenigstens einem Großteil aus Nafion ausgebildet. Vorzugsweise umfasst die elektrochemische Zelle zumindest ein funktionelles Element, insbesondere ein bipolares Element, vorzugsweise eine Bipolarplatte. Insbesondere bildet eine erste Seite des bipolaren Elements eine Anodenseite einer elektrochemischen Zelle und insbesondere eine zweite Seite des bipolaren Elements eine Kathodenseite einer unmittelbar benachbarten anderen elektrochemischen Zelle. Insbesondere sind wenigstens einige, vorteilhaft wenigstens ein Großteil und besonders vorteilhaft alle elektrochemischen Zellen der Zelleneinheit zumindest im Wesentlichen identisch ausgebildet und/oder von derselben und/oder einer analogen Bauart. Unter „zumindest im Wesentlichen identischen“ Objekten sollen in diesem Zusammenhang insbesondere Objekte verstanden werden, die derart konstruiert sind, dass sie jeweils eine gemeinsame Funktion erfüllen können und sich in ihrer Konstruktion abgesehen von Fertigungstoleranzen höchstens durch einzelne Elemente unterscheiden, die für die gemeinsame Funktion unwesentlich sind, und vorteilhaft Objekte, die abgesehen von Fertigungstoleranzen und/oder im Rahmen fertigungstechnischer Möglichkeiten identisch ausgebildet sind, wobei unter identischen Objekten insbesondere auch zueinander symmetrische Objekte verstanden werden sollen. Unter dem Ausdruck „zu wenigstens einem Großteil“ soll dabei insbesondere zu wenigstens 55 %, vorteilhaft zu wenigstens 65 %, vorzugsweise zu wenigstens 75 %, besonders bevorzugt zu wenigstens 85 % und besonders vorteilhaft zu wenigstens 95 %, insbesondere aber auch vollständig verstanden werden. Unter dem Ausdruck „wenigstens ein Großteil“ sollen dabei insbesondere wenigstens 55 %, vorteilhaft wenigstens 65 %, vorzugsweise wenigstens 75 %, besonders bevorzugt wenigstens 85 % und besonders vorteilhaft wenigstens 95 %, insbesondere aber auch 100 % verstanden werden. Vorzugsweise umfasst die Zelleneinheit eine Mehrzahl, bevorzugt eine Vielzahl, von, insbesondere zumindest im Wesentlichen identisch ausgebildeten, elektrochemischen Zellen. Vorteilhaft umfasst die Zelleneinheit zumindest einen Zellenstapel, insbesondere einen Elektrolyse-Stack, der eine Mehrzahl, vorzugsweise eine Vielzahl, gestapelt angeordneter elektrochemischer Zellen umfasst. Vorzugsweise umfasst der Zellenstapel zumindest die elektrochemische Zelle. Vorteilhaft sind die elektrochemischen Zellen des Zellenstapels zumindest im Wesentlichen identisch ausgebildet. Vorzugsweise weist der Zellenstapel Wiederholeinheiten auf, die mehrere unterschiedliche funktionelle Elemente, vorteilhaft unterschiedliche funktionelle Zellenstapelelemente, umfassen, beispielsweise, insbesondere in der angegebenen Reihenfolge, zumindest eine Bipolarplatte und/oder zumindest ein Siebblech und/oder Lochblech oder dergleichen und/oder zumindest eine Gasdiffusionsschicht, insbesondere eine Sauerstoffdiffusionsschicht, vorteilhaft ein Titanfilz und/oder eine Membran, vorteilhaft eine Polymerelektrolytmembran, und/oder eine weitere Gasdiffusionsschicht, insbesondere eine Wasserstoffdiffusionsschicht, vorteilhaft einen Kohlenstofffilz, und/oder einen, insbesondere ein weiteres Siebblech und/oder Lochblech umfassenden, Kompressionspuffer, insbesondere ein Compression Pad, vorteilhaft ein Streckmetall. Vorteilhaft ist eine Bipolarplatte und/oder ein Lochblech und/oder ein Siebblech und/oder ein Streckmetall und/oder ein anderes metallisches Zellenstapelelement zumindest teilweise, vorteilhaft zu wenigstens einem Großteil aus Titan und/oder aus Edelstahl und/oder aus zumindest einem beschichteten Metall ausgebildet. Insbesondere erstreckt sich jeweils eine elektrochemische Zelle von einer Bipolarplatte bis zu einer nächsten Bipolarplatte. Der Zellenstapel kann dabei eine beliebige Anzahl an elektrochemischen Zellen umfassen, beispielsweise zehn oder 20 oder 30 oder 50 oder 100 oder 150 oder 200 oder mehr oder weniger oder eine beliebige dazwischenliegende Anzahl. Vorteilhaft weist die Zelleneinheit genau einen Zellenstapel auf. Es ist jedoch auch denkbar, dass die Zelleneinheit mehrere, insbesondere zumindest im Wesentlichen identisch ausgebildete oder unterschiedlich ausgebildete Zellenstapel umfasst, von denen zumindest einige elektrisch und/oder hydraulisch in Reihe und/oder in Serie geschaltet sein können.An "electrochemical cell" is to be understood in particular as a functional unit by means of which at least one electrochemical reaction can be carried out, in particular an electrochemical reaction of the type for the implementation of which the electrochemical device is provided. For example, the electrochemical cell may be a fuel cell, a battery cell, a measuring cell, a redox cell or the like. Advantageously, the electrochemical cell is an electrolytic cell. Particularly advantageously, the electrochemical cell is a cell stack-compatible electrolysis cell, in particular an electrolysis cell stack. Advantageously, the electrochemical cell comprises at least one anode, to which oxygen is preferably formed in the normal operating state. The electrochemical cell preferably comprises at least one cathode, to which hydrogen is preferably formed in the normal operating state. Advantageously, the electrochemical cell comprises at least one membrane, in particular an advantageously selectively proton-conducting membrane, preferably a polymer electrolyte membrane. Particularly preferably, the anode and the cathode are separated from one another at least by the membrane. In particular, the anode and / or the cathode is planar and / or layered and / or a layer and / or coating. Preferably, the membrane is formed at least partially, and more preferably at least a major portion of Nafion. Preferably, the electrochemical cell comprises at least one functional element, in particular a bipolar element, preferably a bipolar plate. In particular, a first side of the bipolar element forms an anode side of an electrochemical cell, and in particular a second side of the bipolar element forms a cathode side of an immediately adjacent other electrochemical cell. In particular, at least some, advantageously at least a large part and particularly advantageously all electrochemical cells of the cell unit are at least substantially identical in construction and / or of the same and / or of an analogous construction. By "at least substantially identical" objects, in this context, objects are to be understood in particular that are constructed in such a way that they can each perform a common function and differ in their construction apart from manufacturing tolerances at most by individual elements that are insignificant for the common function are, and advantageous objects that are identical except for manufacturing tolerances and / or in the context of production engineering possibilities, which should be understood by identical objects in particular also mutually symmetrical objects. At least 55%, advantageously at least 65%, preferably at least 75%, particularly preferably at least 85%, and particularly advantageously at least 95%, but in particular also completely, is to be understood by the term "at least a majority". At least 55%, advantageously at least 65%, preferably at least 75%, particularly preferably at least 85%, and particularly advantageously at least 95%, but in particular also 100%, are to be understood by the term "at least a large part". Preferably, the cell unit comprises a plurality, preferably a plurality, of, in particular at least substantially identically formed, electrochemical cells. Advantageously, the cell unit comprises at least one cell stack, in particular an electrolysis stack, which comprises a plurality, preferably a multiplicity, of stacked electrochemical cells. Preferably, the cell stack comprises at least the electrochemical cell. Advantageously, the electrochemical cells of the cell stack are at least substantially identical. The cell stack preferably has repeating units which comprise a plurality of different functional elements, advantageously different functional cell stack elements, for example, in particular in the stated order, at least one bipolar plate and / or at least one screen plate and / or perforated plate or the like and / or at least one gas diffusion layer, in particular an oxygen diffusion layer, advantageously a titanium felt and / or a membrane, advantageously a polymer electrolyte membrane, and / or a further gas diffusion layer, in particular a hydrogen diffusion layer, advantageously a carbon felt, and / or a compression buffer, in particular comprising a further screen plate and / or perforated plate, in particular a compression pad, advantageously an expanded metal. Advantageously, a bipolar plate and / or a perforated plate and / or a screen plate and / or an expanded metal and / or another metallic cell stack element is at least partially advantageous at least a majority of titanium and / or stainless steel and / or formed of at least one coated metal. In particular, one electrochemical cell each extends from one bipolar plate to a next bipolar plate. The cell stack may comprise any number of electrochemical cells, for example ten or twenty or thirty or fifty or one hundred or fifteen hundred or two hundred or more or fewer or any intervening number. Advantageously, the cell unit has exactly one cell stack. However, it is also conceivable for the cell unit to comprise a plurality of cell stacks, in particular at least substantially identical or differently designed, of which at least some may be connected electrically and / or hydraulically in series and / or in series.
Vorzugsweise weist die Zelleneinheit zumindest eine erste Endplatte und/oder zumindest eine zweite Endplatte auf. Besonders bevorzugt sind die elektrochemischen Zellen des Zellenstapels zwischen den Endplatten, insbesondere dicht gestapelt, angeordnet. Vorzugsweise sind die erste Endplatte und die zweite Endplatte miteinander verbunden. The cell unit preferably has at least one first end plate and / or at least one second end plate. Particularly preferably, the electrochemical cells of the cell stack are arranged between the end plates, in particular densely stacked. Preferably, the first end plate and the second end plate are connected together.
Besonders bevorzugt beaufschlagen die erste Endplatte und die zweite Endplatte den Zellenstapel von gegenüberliegenden Seiten und insbesondere in eine Richtung senkrecht und/oder zumindest im Wesentlichen senkrecht zu einer Stapelrichtung mit einer Druckkraft. Vorzugsweise entspricht die Stapelrichtung einer Richtung, in welcher der Zellenstapel aus elektrochemischen Zellen aufgebaut ist. Insbesondere verläuft die Stapelrichtung senkrecht und/oder zumindest im Wesentlichen senkrecht zu einer Haupterstreckungsebene der ersten elektrochemischen Zelle und/oder senkrecht zu einer Haupterstreckungsebene zumindest eines, insbesondere plattenförmigen, Zellenstapelelements. Vorzugsweise ist der Zellenstapel derart beschaffen, dass Haupterstreckungsebenen der elektrochemischen Zellen des Zellenstapels parallel zueinander und insbesondere senkrecht zu der Stapelrichtung angeordnet sind. Vorzugsweise liegt in dem Normalbetriebszustand eine Arbeitsspannung zwischen einer vordersten elektrochemischen Zelle, die insbesondere an der ersten Endplatte anliegt, und einer hintersten elektrochemischen Zelle, die insbesondere an der zweiten Endplatte anliegt, an. Insbesondere in dem Fall, dass die Elektrochemievorrichtung als eine Elektrolysevorrichtung ausgebildet ist, liegt vorteilhaft in dem Normalbetriebszustand an den elektrochemischen Zellen, insbesondere des Zellenstapels, jeweils eine Einzelarbeitsspannung von wenigstens 0,5 V, vorteilhaft von wenigstens 1 V, besonders vorteilhaft von wenigstens 1,2 V und vorzugsweise von wenigstens 1,5 V und/oder von höchstens 10 V, vorteilhaft von höchstens 5V, besonders vorteilhaft von höchstens 2,5 V und bevorzugt von höchstens 2 V an. Es ist aber, insbesondere für andere Fälle, beispielsweise für eine Brennstoffzellenvorrichtung, denkbar, dass in dem Normalbetriebszustand an den elektrochemischen Zellen, insbesondere des Zellenstapels, jeweils eine Einzelarbeitsspannung anliegt, die kleiner als 1 V ist oder auch kleiner als 0,5 V oder noch kleiner oder beispielsweise auch größer als 10 V oder größer als 20 V oder größer als 50 V oder noch größer ist. Ein Fachmann wird eine geeignete Einzelarbeitsspannung einer Anwendung entsprechend beliebig wählen. Unter einer „Haupterstreckungsebene“ eines Objekts soll insbesondere eine Ebene verstanden werden, welche parallel zu einer größten Seitenfläche eines kleinsten gedachten Quaders ist, welcher das Objekt gerade noch vollständig umschließt, und insbesondere durch den Mittelpunkt des Quaders verläuft. Unter „zumindest im Wesentlichen senkrecht“ soll hier insbesondere eine Ausrichtung einer Richtung relativ zu einer Bezugsrichtung, insbesondere in einer Bezugsebene, verstanden werden, wobei die Richtung und die Bezugsrichtung einen Winkel einschließen, der insbesondere weniger als 8°, vorteilhaft weniger als 5° und besonders vorteilhaft weniger als 2° von einem rechten Winkel abweicht.Particularly preferably, the first end plate and the second end plate act on the cell stack from opposite sides and in particular in a direction perpendicular and / or at least substantially perpendicular to a stacking direction with a compressive force. Preferably, the stacking direction corresponds to a direction in which the cell stack is constructed of electrochemical cells. In particular, the stacking direction is perpendicular and / or at least substantially perpendicular to a main extension plane of the first electrochemical cell and / or perpendicular to a main extension plane of at least one, in particular plate-shaped, cell stack element. The cell stack is preferably such that main extension planes of the electrochemical cells of the cell stack are arranged parallel to one another and in particular perpendicular to the stacking direction. Preferably, in the normal operating state, a working voltage is applied between a foremost electrochemical cell, which bears in particular against the first end plate, and a rearmost electrochemical cell, which bears in particular against the second end plate. In particular, in the case where the electrochemical device is designed as an electrolysis device, in the normal operating state, in each case, an individual working voltage of at least 0.5 V, advantageously of at least 1 V, particularly advantageously of at least 1, lies on the electrochemical cells, in particular of the cell stack. 2 V and preferably of at least 1.5 V and / or of at most 10 V, advantageously of at most 5V, more preferably of at most 2.5 V and preferably of at most 2 V an. However, it is conceivable, in particular for other cases, for example for a fuel cell device, that in the normal operating state, an individual working voltage is applied to the electrochemical cells, in particular of the cell stack, which is less than 1 V or less than 0.5 V or even less smaller or for example also greater than 10 V or greater than 20 V or greater than 50 V or even greater. A person skilled in the art will select a suitable individual working voltage according to an application as desired. A "main extension plane" of an object should be understood to mean, in particular, a plane which is parallel to a largest side surface of a smallest imaginary cuboid which just completely surrounds the object, and in particular runs through the center of the cuboid. By "at least substantially perpendicular" is meant in particular an alignment of a direction relative to a reference direction, in particular in a reference plane, wherein the direction and the reference direction include an angle, in particular less than 8 °, preferably less than 5 ° and particularly advantageously deviates less than 2 ° from a right angle.
Insbesondere weist die Zelleneinheit zumindest ein erstes Anschlusselement und zumindest ein zweites Anschlusselement zur Anbindung an eine Energieversorgung auf. Vorteilhaft liegt in dem Normalbetriebszustand eine Gesamtbetriebsspannung zwischen dem ersten Anschlusselement und dem zweiten Anschlusselement an. Vorzugsweise sind die Anschlusselemente an den, insbesondere gegenüberliegenden, Endplatten des Zellenstapels angeordnet. Besonders vorteilhaft fließt in dem Normalbetriebszustand ein Gesamtbetriebsstrom, insbesondere ein Gleichstrom, von dem ersten Anschlusselement zu dem zweiten Anschlusselement oder umgekehrt.In particular, the cell unit has at least one first connection element and at least one second connection element for connection to a power supply. Advantageously, in the normal operating state, an overall operating voltage is applied between the first connection element and the second connection element. Preferably, the connection elements are arranged on the, in particular opposite, end plates of the cell stack. Particularly advantageously, in the normal operating state, a total operating current, in particular a direct current, flows from the first connection element to the second connection element or vice versa.
Insbesondere ist das Kontaktelement elektrisch mit der elektrochemischen Zelle, insbesondere mit zumindest einer funktionellen und/oder elektrochemisch aktiven Komponente der elektrochemischen Zelle, verbunden. Beispielsweise kann das Kontaktelement an die funktionelle Komponente angeschweißt und/oder angelötet sein. Es ist auch denkbar, dass das Kontaktelement an die funktionelle Komponente angesteckt und/oder anderweitig kraft- und/oder formschlüssig mit dieser verbunden ist. Vorteilhaft ist das Kontaktelement zumindest teilweise einteilig mit der funktionellen Komponente verbunden. Bevorzugt liegt in dem Normalbetriebszustand das Kontaktelement auf einem Potential einer Anode oder auf einem Potential einer Kathode der elektrochemischen Zelle. Vorteilhaft ist das Kontaktelement zumindest teilweise, besonders vorteilhaft zu wenigstens einem Großteil und/oder vollständig aus Metall ausgebildet, beispielsweise aus Titan und/oder aus Stahl und/oder aus Kupfer und/oder aus einem anderen geeigneten Metall. Vorteilhaft ist das Kontaktelement zwei unmittelbar benachbarten elektrochemischen Zellen zugeordnet. Besonders vorteilhaft ist jeweils zwei benachbarten elektrochemischen Zellen jeweils ein gemeinsames Kontaktelement zugeordnet. Vorzugsweise sind der elektrochemischen Zelle zwei Kontaktelemente zugeordnet, von denen eines auf einem Anodenpotential und eines auf einem Kathodenpotential der elektrochemischen Zelle liegt. Besonders bevorzugt ist dies der Fall für eine Mehrzahl und/oder für alle Zellen der Zelleneinheit und/oder des Zellenstapels. Insbesondere im Fall unmittelbar benachbarter elektrochemischer Zellen ist denkbar, dass das Kontaktelement beispielsweise auf einem Anodenpotential der einen elektrochemischen Zelle und auf einem Kathodenpotential der unmittelbar benachbarten elektrochemischen Zelle liegt oder umgekehrt, insbesondere im Fall einer Reihenschaltung elektrochemischer Zellen wie beispielsweise in dem Zellenstapel. Insbesondere ist das Kontaktelement von einem Äußeren der Zelleneinheit, insbesondere von einem Äußeren des Zellenstapels, vorzugsweise von einem Äußeren der Elektrochemievorrichtung her zugänglich. Vorzugsweise ist das Kontaktelement außerhalb eines aktiven Inneren der Zelleneinheit angeordnet.In particular, the contact element is electrically connected to the electrochemical cell, in particular to at least one functional and / or electrochemically active component of the electrochemical cell. For example, the contact element may be welded to the functional component and / or soldered. It is also conceivable that the contact element is plugged into the functional component and / or otherwise positively and / or positively connected thereto. Advantageously, the contact element is at least partially connected in one piece with the functional component. In the normal operating state, the contact element is preferably at a potential of an anode or at a potential of a cathode of the electrochemical cell. Advantageously, the contact element is at least partially, particularly advantageously at least a large part and / or formed entirely of metal, for example titanium and / or or steel and / or copper and / or other suitable metal. Advantageously, the contact element is assigned to two directly adjacent electrochemical cells. Particularly advantageously, in each case two adjacent electrochemical cells are assigned a common contact element. Preferably, two contact elements are assigned to the electrochemical cell, one of which is at an anode potential and one at a cathode potential of the electrochemical cell. This is particularly preferably the case for a plurality and / or for all cells of the cell unit and / or the cell stack. Particularly in the case of directly adjacent electrochemical cells, it is conceivable that the contact element is for example at an anode potential of one electrochemical cell and at a cathode potential of the immediately adjacent electrochemical cell or vice versa, in particular in the case of a series connection of electrochemical cells such as in the cell stack. In particular, the contact element is accessible from an exterior of the cell unit, in particular from an exterior of the cell stack, preferably from an exterior of the electrochemical device. Preferably, the contact element is arranged outside an active interior of the cell unit.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die elektrochemische Zelle zumindest ein funktionelles Element, insbesondere zumindest ein funktionelles Zellenstapelelement, umfasst, welches das Kontaktelement aufweist. Bevorzugt ist das funktionelle Element plattenförmig und/oder plattenartig und/oder blechförmig und/oder blechartig. Beispielsweise kann das funktionelle Element eine Bipolarplatte und/oder ein Lochblech und/oder ein Siebblech und/oder ein Gasverteilungselement, insbesondere ein Gasverteilungsplattenelement und/oder einen Kompressionspuffer, insbesondere ein Compression Pad oder dergleichen aufweisen und/oder als ein solches ausgebildet sein. Insbesondere ist das funktionelle Element zumindest teilweise, vorteilhaft zu wenigstens einem Großteil und besonders vorteilhaft vollständig aus Metall ausgebildet und/oder weist eine metallartige oder zumindest metallähnliche Leitfähigkeit auf, insbesondere in eine laterale Richtung. Hierdurch kann vorteilhaft eine einzelne elektrochemische Zelle, insbesondere eines Zellenstapels, einfach und/oder zuverlässig kontaktiert werden.In an advantageous embodiment of the invention, it is proposed that the electrochemical cell comprises at least one functional element, in particular at least one functional cell stack element, which has the contact element. Preferably, the functional element is plate-shaped and / or plate-like and / or sheet-shaped and / or sheet-like. For example, the functional element may comprise and / or be designed as a bipolar plate and / or a perforated plate and / or a screen plate and / or a gas distribution element, in particular a gas distribution plate element and / or a compression buffer, in particular a compression pad or the like. In particular, the functional element is at least partially, advantageously at least a large part and particularly advantageously completely made of metal and / or has a metal-like or at least metal-like conductivity, in particular in a lateral direction. In this way, advantageously, a single electrochemical cell, in particular a cell stack, can be contacted easily and / or reliably.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass das Kontaktelement und zumindest eine funktionelle Komponente des funktionellen Elements zumindest teilweise einstückig verbunden sind. Bevorzugt sind das Kontaktelement und die funktionelle Kompontente einteilig ausgebildet. Insbesondere ist die funktionelle Komponente zumindest teilweise innerhalb eines aktiven Volumens der elektrochemischen Zelle angeordnet, innerhalb dessen zumindest in dem Normalbetriebszustand zumindest ein Reaktionsschritt der chemischen Reaktion abläuft, insbesondere zumindest ein Teilschritt einer Wasserstoffelektrolyse. Darunter, dass ein erstes Objekt und ein zweites Objekt „zumindest teilweise einstückig“ miteinander verbunden sind, soll insbesondere verstanden werden, dass zumindest ein Element und/oder Teil des ersten Objekts mit zumindest einem Element und/oder Teil des zweiten Objekts einstückig verbunden ist. Unter „einstückig“ soll insbesondere zumindest stoffschlüssig verbunden, beispielsweise durch einen Schweißprozess, einen Klebeprozess, einen Anspritzprozess und/oder einen anderen, dem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Prozess, und/oder vorteilhaft in einem Stück geformt verstanden werden, wie beispielsweise durch eine Herstellung aus einem Guss und/oder durch eine Herstellung in einem Ein- oder Mehrkomponentenspritzverfahren und vorteilhaft aus einem einzelnen Rohling. Hierdurch kann vorteilhaft eine hohe Zuverlässigkeit einer Kontaktierung erzielt werden.In a particularly advantageous embodiment of the invention it is proposed that the contact element and at least one functional component of the functional element are at least partially connected in one piece. Preferably, the contact element and the functional component are integrally formed. In particular, the functional component is arranged at least partially within an active volume of the electrochemical cell, within which at least one reaction step of the chemical reaction takes place, at least one partial step of a hydrogen electrolysis, at least in the normal operating state. By the fact that a first object and a second object are "at least partially integral" with each other, should be understood in particular that at least one element and / or part of the first object is integrally connected to at least one element and / or part of the second object. By "in one piece" is meant, in particular, at least materially bonded, for example by a welding process, an adhesion process, an injection process and / or another process which appears expedient to a person skilled in the art, and / or advantageously shaped in one piece, for example by manufacture a casting and / or by a production in a one- or multi-component injection molding process and advantageously from a single blank. As a result, advantageously a high reliability of a contact can be achieved.
Zudem wird vorgeschlagen, dass das Kontaktelement als ein nasenartiger Vorsprung einer Platte, insbesondere eines Blechs, ausgebildet ist. Vorteilhaft weist die funktionelle Komponente die Platte, insbesondere das Blech auf. Besonders vorteilhaft ist das Blech als ein Titanblech ausgebildet. Insbesondere bildet die Platte das Kontaktelement aus. Insbesondere sind das Kontaktelement und die Platte, insbesondere das Blech, aus einem gemeinsamen Rohling hergestellt und/oder herstellbar. Besonders vorteilhaft ist das funktionelle Element zumindest teilweise als ein Stanzteil, insbesondere ein Blechstanzteil, und/oder als ein Stanzbiegeteil, insbesondere ein Blechstanzbiegeteil, ausgebildet. Vorzugsweise ist das Kontaktelement als ein Blattkontaktelement ausgebildet. Insbesondere ist das Kontaktelement flach und/oder eben ausgebildet. Vorzugsweise ist eine Haupterstreckungsebene des Kontaktelements zumindest im Wesentlichen parallel zu einer Haupterstreckungsebene des funktionellen Elements angeordnet. Insbesondere weisen das Kontaktelement und die funktionelle Komponente eine gemeinsame Haupterstreckungsebene auf. Vorteilhaft ist die Haupterstreckungsebene des Kontaktelements zumindest im Wesentlichen senkrecht zu der Stapelrichtung angeordnet. Hierdurch können vorteilhaft niedrige Fertigungskosten erzielt werden. Zudem kann hierdurch eine einfache und/oder zuverlässige elektrische Kontaktierbarkeit erzielt werden.In addition, it is proposed that the contact element is designed as a nose-like projection of a plate, in particular a sheet. Advantageously, the functional component on the plate, in particular the sheet. Particularly advantageously, the sheet is formed as a titanium sheet. In particular, the plate forms the contact element. In particular, the contact element and the plate, in particular the sheet, are produced from a common blank and / or produced. Particularly advantageously, the functional element is at least partially as a stamped part, in particular a stamped sheet metal part, and / or as a stamped and bent part, in particular a stamped sheet metal bent part formed. Preferably, the contact element is designed as a blade contact element. In particular, the contact element is flat and / or flat. Preferably, a main extension plane of the contact element is arranged at least substantially parallel to a main extension plane of the functional element. In particular, the contact element and the functional component have a common main extension plane. Advantageously, the main extension plane of the contact element is arranged at least substantially perpendicular to the stacking direction. As a result, advantageously low production costs can be achieved. In addition, this can be achieved by a simple and / or reliable electrical contactability.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die elektrochemische Zelle eine Dicke von höchstens 5 mm, vorteilhaft von höchstens 3 mm und besonders vorteilhaft von höchstens 2 mm aufweist, insbesondere eine Dicke gemessen parallel zu der Stapelrichtung, wodurch insbesondere eine vorteilhafte Kompaktheit und/oder eine hohe Leistungsdichte, insbesondere eines Zellenstapels, beispielsweise im Fall einer großen Anzahl gestapelter Zellen, erzielt werden kann. Selbstverständlich sind auch noch kleinere oder auch größere Dicken denkbar. Vorzugsweise sind die elektrochemischen Zellen des Zellenstapels zumindest im Wesentlichen gleich dick.Furthermore, it is proposed that the electrochemical cell has a thickness of at most 5 mm, advantageously of at most 3 mm, and particularly advantageously of at most 2 mm, in particular a thickness measured parallel to the stacking direction, whereby in particular an advantageous Compactness and / or a high power density, in particular a cell stack, for example in the case of a large number of stacked cells, can be achieved. Of course, even smaller or larger thicknesses are conceivable. Preferably, the electrochemical cells of the cell stack are at least substantially the same thickness.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Zelleneinheit zumindest eine weitere elektrochemische Zelle mit zumindest einem weiteren Kontaktelement aufweist. Vorteilhaft ist die weitere elektrochemische Zelle zumindest im Wesentlichen identisch zu der elektrochemischen Zelle ausgebildet. Besonders vorteilhaft ist das weitere Kontaktelement zumindest im Wesentlichen identisch zu dem Kontaktelement ausgebildet. Insbesondere ist die weitere elektrochemische Zelle der elektrochemischen Zelle, insbesondere unmittelbar, benachbart angeordnet. Die elektrochemische Zelle und die weitere elektrochemische Zelle können, insbesondere unabhängig voneinander, an beliebigen Positionen der Zelleneinheit, insbesondere des Zellenstapels, angeordnet sein. Vorzugsweise weist eine Mehrzahl und/oder eine Vielzahl von elektrochemischen Zellen der Zelleneinheit jeweils zumindest ein, insbesondere genau ein, Kontaktelement auf. Insbesondere ist denkbar, dass jede elektrochemische Zelle der Zelleneinheit zumindest ein Kontaktelement aufweist. Vorteilhaft weisen die Zellen der Zelleneinheit jeweils ein funktionelles Element mit zumindest einem Kontaktelement zur Kontaktierung der entsprechenden elektrochemischen Zelle, insbesondere deren Anode und/oder deren Kathode, auf, wobei es sich vorzugsweise bei den funktionellen Elementen jeweils um funktionelle Elemente des gleichen Typs und/oder der gleichen Bauart, beispielsweise jeweils um eine Bipolarplatte und/oder jeweils um ein Lochblech und/oder jeweils um ein Streckmetall oder dergleichen handelt. Weisen unmittelbar benachbarte elektrochemische Zellen jeweils zumindest ein Kontaktelement auf, entspricht ein Abstand zwischen den entsprechenden Kontaktelementen, insbesondere gemessen entlang der Stapelrichtung, zumindest im Wesentlichen einer Dicke der elektrochemischen Zellen. Es ist auch denkbar, dass Kontaktelemente elektrochemischer Zellen an unterschiedlichen Positionen ihrer jeweiligen Zelle bezüglich der Stapelrichtung angeordnet sind. Insbesondere können, vorzugsweise im Fall von benachbart angeordneten elektrochemischen Zellen, entsprechende Kontaktelemente an in Stapelrichtung entgegengesetzten Seiten ihrer jeweiligen elektrochemischen Zelle angeordnet sein, wodurch insbesondere ein größerer Raum für eine Kontaktierung der Kontaktelemente bereitgestellt werden kann. Beispielsweise in diesem Fall ist denkbar, dass Kontaktelemente, insbesondere benachbarter, elektrochemischer Zellen an funktionellen Elementen unterschiedlichen Typs angeordnet sind. Beispielsweise kann das Kontaktelement der elektrochemischen Zelle an deren Bipolarplatte angeordnet sein, während das weitere Kontaktelement der weiteren elektrochemischen Zelle an deren Lochblech angeordnet ist, wobei in diesem Zusammenhang selbstverständlich beliebige funktionelle Elemente denkbar sind. Vorzugsweise liegt jeweils zumindest ein Kontaktelement jeweils auf einem Anodenpotential oder auf einem Kathodenpotential entsprechend kontaktierbarer elektrochemischer Zellen. Vorteilhaft können hierdurch Einzelzellenparameter, beispielsweise Einzelspannungen, einfach und/oder zuverlässig abgefragt werden.Furthermore, it is proposed that the cell unit has at least one further electrochemical cell with at least one further contact element. Advantageously, the further electrochemical cell is at least substantially identical to the electrochemical cell. Particularly advantageously, the further contact element is at least substantially identical to the contact element. In particular, the further electrochemical cell of the electrochemical cell, in particular immediately adjacent. The electrochemical cell and the further electrochemical cell can, in particular independently of each other, be arranged at arbitrary positions of the cell unit, in particular of the cell stack. Preferably, a plurality and / or a plurality of electrochemical cells of the cell unit each have at least one, in particular exactly one, contact element. In particular, it is conceivable that each electrochemical cell of the cell unit has at least one contact element. Advantageously, the cells of the cell unit each have a functional element with at least one contact element for contacting the corresponding electrochemical cell, in particular its anode and / or cathode, wherein the functional elements are each preferably functional elements of the same type and / or of the same type, for example, in each case by a bipolar plate and / or in each case by a perforated plate and / or in each case by an expanded metal or the like. If directly adjacent electrochemical cells each have at least one contact element, a distance between the corresponding contact elements, in particular measured along the stacking direction, corresponds at least substantially to a thickness of the electrochemical cells. It is also conceivable that contact elements of electrochemical cells are arranged at different positions of their respective cell with respect to the stacking direction. In particular, preferably in the case of adjacently arranged electrochemical cells, corresponding contact elements may be arranged on opposite sides of their respective electrochemical cell in the stacking direction, whereby in particular a larger space for contacting the contact elements can be provided. For example, in this case it is conceivable that contact elements, in particular adjacent, electrochemical cells are arranged on functional elements of different types. For example, the contact element of the electrochemical cell may be arranged on its bipolar plate, while the further contact element of the further electrochemical cell is arranged on its perforated plate, wherein, of course, any functional elements are conceivable in this context. Preferably, in each case at least one contact element lies in each case at an anode potential or at a cathode potential in accordance with contactable electrochemical cells. Advantageously, individual cell parameters, for example individual voltages, can thus be queried simply and / or reliably.
Eine hohe Bauraumeffizienz kann insbesondere erzielt und/oder Raum zur Anbringung von Kontaktierungen kann insbesondere bereitgestellt werden, wenn das Kontaktelement und das weitere Kontaktelement zueinander versetzt angeordnet sind, insbesondere in einer Betrachtung in Stapelrichtung. Vorteilhaft sind die elektrochemische Zelle und die weitere elektrochemische Zelle in Stapelrichtung fluchtend angeordnet, wobei vorteilhaft das Kontaktelement und das weitere Kontaktelement an unterschiedlichen Positionen der jeweiligen elektrochemischen Zelle, insbesondere an unterschiedlichen Positionen eines jeweiligen äußeren Rands der jeweiligen elektrochemischen Zelle, angeordnet sind.A high space efficiency can be achieved in particular and / or space for attaching contacts can be provided in particular if the contact element and the further contact element are arranged offset to one another, in particular in a view in the stacking direction. Advantageously, the electrochemical cell and the further electrochemical cell are aligned in the stacking direction, wherein advantageously the contact element and the further contact element at different positions of the respective electrochemical cell, in particular at different positions of a respective outer edge of the respective electrochemical cell are arranged.
Eine Elektrochemievorrichtung mit vorteilhaften Eigenschaften hinsichtlich einer Möglichkeit zur Kontaktierung einzelner Zellen, insbesondere im Fall von dünnen Zellen, kann insbesondere bereitgestellt werden, wenn wenigstens eine Mehrzahl der elektrochemischen Zellen des Zellenstapels, insbesondere alle elektrochemischen Zellen des Zellenstapels, jeweils zumindest ein Kontaktelement aufweisen, wobei zumindest einige der Kontaktelemente zueinander versetzt angeordnet sind. Insbesondere sind Kontaktelemente unmittelbar benachbarter elektrochemischer Zellen jeweils versetzt zueinander angeordnet. Vorzugsweise sind jeweils zwei unmittelbar benachbarte Kontaktelemente einer elektrochemischen Zelle zugeordnet. Besonders bevorzugt ist jedes Kontaktelement jeweils zwei unmittelbar benachbarten elektrochemischen Zellen, insbesondere einer Anode der einen und einer Kathode der anderen elektrochemischen Zelle, zugeordnet.An electrochemical device with advantageous properties with regard to a possibility for contacting individual cells, in particular in the case of thin cells, can be provided in particular if at least a plurality of the electrochemical cells of the cell stack, in particular all electrochemical cells of the cell stack, each have at least one contact element, wherein at least some of the contact elements are arranged offset from one another. In particular, contact elements of directly adjacent electrochemical cells are each arranged offset from one another. Preferably, two immediately adjacent contact elements are assigned to an electrochemical cell. Each contact element is particularly preferably associated with two directly adjacent electrochemical cells, in particular an anode of one and a cathode of the other electrochemical cell.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass zumindest einige der Kontaktelemente des Zellenstapels in einer Betrachtung entlang einer Stapelrichtung in mehreren Reihen, beispielsweise in zwei oder drei oder vier oder fünf oder sechs Reihen, angeordnet sind. Vorteilhaft verlaufen die Reihen zumindest im Wesentlichen parallel zu der Stapelrichtung. Vorzugsweise sind die Kontaktelemente, insbesondere die Reihen, auf einer gemeinsamen Seite der Zelleneinheit, insbesondere des Zellenstapels, angeordnet. Es ist auch denkbar, dass einige Kontaktelemente und/oder Reihen auf unterschiedlichen, insbesondere senkrecht zu der Stapelrichtung angeordneten, Seiten der Zelleneinheit, insbesondere des Zellenstapels, angeordnet sind. Vorteilhaft ist zumindest für einen Abschnitt des Zellenstapels ein Kontaktelement jeder i-ten der elektrochemischen Zelle in einer i-ten der Reihen angeordnet, wobei i eine natürliche Zahl bezeichnet. Vorzugsweise sind die Kontaktelemente in einer Betrachtung des Zellenstapels senkrecht zu der Stapelrichtung treppenartig angeordnet. Insbesondere in diesem Fall ist ein Abstand zwischen in eine Reihe unmittelbar hintereinander angeordneten Kontaktelementen jeweils konstant. Es ist aber auch denkbar, dass zumindest für einen Abschnitt des Zellenstapels die Kontaktelemente beliebig anders, insbesondere zufällig, den Reihen zugeordnet sind. Hierdurch kann vorteilhaft in einfacher und/oder kostengünstiger Weise ein zur Kontaktierung von Kontaktelementen bereitstehender Raum vergrößert werden.In an advantageous embodiment of the invention it is proposed that at least some of the contact elements of the cell stack in a viewing along a stacking direction in multiple rows, for example, in two or three or four or five or six rows are arranged. Advantageously, the rows are at least substantially parallel to the stacking direction. The contact elements, in particular the rows, are preferably arranged on a common side of the cell unit, in particular of the cell stack. It is also conceivable that some contact elements and / or Rows on different, in particular arranged perpendicular to the stacking direction, sides of the cell unit, in particular of the cell stack are arranged. Advantageously, at least for a portion of the cell stack, a contact element of each ith of the electrochemical cell is disposed in an ith of the rows, where i denotes a natural number. Preferably, the contact elements in a view of the cell stack are arranged in a staircase perpendicular to the stacking direction. In particular, in this case, a distance between in a row immediately behind one another arranged contact elements is constant. But it is also conceivable that at least for a portion of the cell stack, the contact elements are arbitrarily different, especially random, associated with the rows. This can advantageously be increased in a simple and / or cost-effective manner a ready for contacting contact elements space.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Elektrochemievorrichtung zumindest ein Überbrückungselement aufweist, das dazu vorgesehen ist, in zumindest einem Betriebszustand eine elektrische Verbindung zwischen dem Kontaktelement und zumindest einem anderen Kontaktelement, insbesondere dem weiteren Kontaktelement, herzustellen, um zumindest einen, insbesondere eine oder mehrere insbesondere benachbart angeordnete elektrochemische Zellen umfassenden, Teil der Zelleneinheit, insbesondere des Zellenstapels, zu überbrücken. Insbesondere ist zumindest ein erster Kontaktbereich des Überbrückungselements zur Verbindung mit dem Kontaktelement vorgesehen. Vorzugsweise ist zumindest ein zweiter Kontaktbereich des Überbrückungselements zur, insbesondere gleichzeitigen, Verbindung mit dem anderen Kontaktelement vorgesehen, wobei vorzugsweise die Kontaktelemente verbunden werden. Vorteilhaft ist das Überbrückungselement zu einem Aufstecken und/oder einem Abziehen vorgesehen. Es ist auch denkbar, dass das Überbrückungselement angeschweißt und/oder angelötet ist. Vorzugsweise ist das Überbrückungselement zu einem, insbesondere manuellen, Anbringen an der Zelleneinheit durch einen Benutzer vorgesehen. Es ist jedoch auch denkbar, dass das Überbrückungselement zumindest einen, insbesondere zumindest teilautomatisierten, Schalter aufweist, der beispielsweise ein zumindest vorübergehendes Zuschalten und/oder ein zumindest vorübergehendes Stilllegen zumindest eines Teils der Zelleneinheit, insbesondere des Zellenstapels, ermöglicht. Zudem ist denkbar, dass das Überbrückungselement von der Zelleneinheit beabstandet angeordnet und beispielsweise mittels geeigneter elektrischer Leitungen mit den Kontaktelementen verbunden ist. Insbesondere in diesem Fall kann das Überbrückungselement als eine elektrische und/oder elektronische Schaltung ausgebildet sein. Es ist auch denkbar, dass das Überbrückungselement zu einer Verbindung von mehr als zwei Kontaktelementen vorgesehen ist. Insbesondere kann der Betriebszustand ein Fehlerbetriebszustand sein, in welchem zumindest eine elektrochemische Zelle nicht ordnungsgemäß betreibbar ist und/oder betrieben wird und insbesondere überbrückt wird. Der Betriebszustand kann alternativ oder zusätzlich auch ein Messbetriebszustand und/oder ein Wartungsbetriebszustand sein, in welchem insbesondere Wartungsarbeiten und/oder Messungen oder dergleichen an zumindest einer überbrückten elektrochemischen Zelle vorgenommen werden können. Zudem kann der Betriebszustand auch der Normalbetriebszustand sein. Vorzugsweise überbrückt das Überbrückungselement zwischen dem Kontaktelement und dem anderen Kontaktelement angeordnete elektrochemische Zellen. Insbesondere sind die Kontaktelemente und/oder das Überbrückungselement derart dimensioniert, dass ein Normalbetriebsstrom beschädigungsfrei durch sie fließen kann. Vorzugsweise ist zumindest ein überbrückender Teil des Überbrückungselements leitfähig. Insbesondere kann das Überbrückungselement als eine Metallklammer und/oder ein Kabel mit entsprechenden Anschlusselementen oder dergleichen ausgebildet sein. Hierdurch kann vorteilhaft ein Teil einer Zelleneinheit weiterbetrieben werden, wenn beispielsweise in einem anderen Teil ein Kurzschluss vorliegt und/oder Wartungsarbeiten durchzuführen sind.In a further embodiment of the invention, it is proposed that the electrochemical device has at least one bridging element which is provided to produce in at least one operating state an electrical connection between the contact element and at least one other contact element, in particular the further contact element, by at least one, in particular to bridge one or more in particular adjacent arranged arranged electrochemical cells, part of the cell unit, in particular of the cell stack. In particular, at least one first contact region of the bridging element is provided for connection to the contact element. Preferably, at least one second contact region of the bridging element is provided for, in particular simultaneous, connection to the other contact element, wherein preferably the contact elements are connected. Advantageously, the bridging element is provided for attachment and / or removal. It is also conceivable that the bridging element is welded and / or soldered. Preferably, the bridging element is provided for a, in particular manual, attachment to the cell unit by a user. However, it is also conceivable that the bridging element has at least one, in particular at least partially automated, switch which enables, for example, at least temporary switching on and / or at least temporary shutdown of at least a part of the cell unit, in particular of the cell stack. In addition, it is conceivable that the bridging element is arranged at a distance from the cell unit and, for example, connected to the contact elements by means of suitable electrical lines. In particular, in this case, the bridging element may be formed as an electrical and / or electronic circuit. It is also conceivable that the bridging element is provided for a connection of more than two contact elements. In particular, the operating state may be an error operating state in which at least one electrochemical cell is not operable and / or operated properly and, in particular, is bypassed. The operating state may alternatively or additionally also be a measuring operating state and / or a maintenance operating state in which, in particular, maintenance work and / or measurements or the like can be performed on at least one bridged electrochemical cell. In addition, the operating state can also be the normal operating state. Preferably, the bridging element bridges between the contact element and the other contact element arranged electrochemical cells. In particular, the contact elements and / or the bridging element are dimensioned such that a normal operating current can flow through them without damage. Preferably, at least one bridging part of the bridging element is conductive. In particular, the bridging element may be formed as a metal clip and / or a cable with corresponding connection elements or the like. As a result, advantageously, a part of a cell unit can continue to be operated if, for example, there is a short circuit in another part and / or maintenance work has to be carried out.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Elektrochemievorrichtung zumindest eine Überwachungseinheit aufweist, die mit dem Kontaktelement und mit dem weiteren Kontaktelement elektrisch verbindbar und/oder verbunden ist. Die Überwachungseinheit kann permanent oder wahlweise mit den Kontaktelementen verbunden sein. Zudem ist denkbar, dass die Überwachungseinheit modular ausgebildet und/oder wahlweise entfernbar ist. Vorzugsweise weist die Überwachungseinheit zumindest eine Recheneinheit auf. Bevorzugt ist die Überwachungseinheit mit einer Vielzahl von Kontaktelementen verbunden, besonders bevorzugt mit jedem Kontaktelement der Zelleneinheit. Vorzugsweise weist die Überwachungseinheit eine Mehrzahl von Eingangskanälen auf, denen insbesondere jeweils zumindest ein Kontaktelement beziehungsweise jeweils zumindest eine elektrochemische Zelle, vorteilhaft eindeutig, zuordenbar und/oder zugeordnet ist. Insbesondere ist die Überwachungseinheit mit jeder zu überwachenden elektrochemischen Zelle der Zelleneinheit elektrisch verbunden. Die Überwachungseinheit kann zumindest eine Benutzerschnittstelle wie beispielsweise zumindest ein Display, insbesondere ein Touch-Display, und/oder zumindest eine Eingabeeinheit, beispielsweise eine Maus und/oder eine Tastatur und/oder ein Bedienfeld und/oder Schalter und/oder Knöpfe und dergleichen aufweisen. Insbesondere kann die Überwachungseinheit zu einer Betriebsüberwachung der Zelleneinheit vorgesehen sein. Hierdurch kann vorteilhaft ein zuverlässiger Betrieb erzielt werden.In an advantageous embodiment of the invention, it is proposed that the electrochemical device has at least one monitoring unit which is electrically connectable and / or connected to the contact element and to the further contact element. The monitoring unit can be permanently or optionally connected to the contact elements. In addition, it is conceivable that the monitoring unit is modular and / or optionally removable. Preferably, the monitoring unit has at least one arithmetic unit. Preferably, the monitoring unit is connected to a plurality of contact elements, particularly preferably to each contact element of the cell unit. Preferably, the monitoring unit has a plurality of input channels, to which in particular in each case at least one contact element or in each case at least one electrochemical cell, advantageously unique, can be assigned and / or assigned. In particular, the monitoring unit is electrically connected to each electrochemical cell of the cell unit to be monitored. The monitoring unit may have at least one user interface such as at least one display, in particular a touch display, and / or at least one input unit, for example a mouse and / or a keyboard and / or a control panel and / or switches and / or buttons and the like. In particular, the monitoring unit can be used to monitor the operation of the Cell unit may be provided. As a result, a reliable operation can advantageously be achieved.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Überwachungseinheit zu einer Bestimmung zumindest eines Einzelzellenparameters, insbesondere einer Einzelzellenspannung, mittels der Kontaktelemente vorgesehen ist. Insbesondere ist der Einzelzellenparameter zumindest ein Betriebszustandsparameter der elektrochemischen Zelle, der vorteilhaft mittels zumindest einer Messung, für welche besonders vorteilhaft lediglich ein Kontaktieren zweier der elektrochemischen Zelle, insbesondere deren Anode und Kathode, zugeordneter Kontaktelemente notwendig ist, ermittelbar ist. Es ist aber auch denkbar, dass die Überwachungseinheit dazu vorgesehen ist, den Einzelzellenparameter unter Verwendung zumindest eines zusätzlichen Parameters wie beispielsweise eines Umgebungsparameters wie etwa einer Temperatur, einer Luftfeuchtigkeit, eines Luftdrucks, einer Fluidtemperatur, einer Fluidleitfähigkeit oder dergleichen zu ermitteln. Zudem kann die Überwachungseinheit zur Ermittlung des entsprechenden Umgebungsparameters vorgesehen sein. Der Einzelzellenparameter kann auch eine Leitfähigkeit und/oder ein Strom und/oder eine Temperatur und/oder eine Impedanz oder dergleichen sein. Vorzugsweise weist die Überwachungseinheit zumindest eine Sensoreinheit und/oder Messeinheit zur Bestimmung des Einzelzellenparameters auf. Besonders bevorzugt ist die Sensoreinheit und/oder Messeinheit mit den Eingangskanälen verbindbar und/oder insbesondere permanent verbunden. Vorzugsweise ist die Überwachungseinheit dazu vorgesehen, eine insbesondere von einer Gesamtspannung der Zelleneinheit verschiedene Einzelspannung zwischen beliebigen zwei Kontaktelementen zu messen. Vorzugsweise ist die Überwachungseinheit dazu vorgesehen, eine Einzelzellenspannung, beispielsweise der elektrochemischen Zelle und/oder der weiteren elektrochemischen Zelle, anhand eines Potentialunterschieds benachbarter Kontaktelemente zu ermitteln, beispielsweise anhand eines Potentialunterschieds zwischen in Stapelrichtung benachbarten Bipolarplatten und/oder zwischen in Stapelrichtung benachbarten Lochblechen oder dergleichen, zwischen denen selbstverständlich weitere funktionelle Elemente, insbesondere eines anderen Typs, angeordnet sein können. Hierdurch kann vorteilhaft eine Überwachung von Einzelzellen beispielsweise eines Zellenstapels durchgeführt werden, wobei vorteilhaft Einzelzellenspannungen unabhängig voneinander messbar sind.In a particularly advantageous embodiment of the invention it is proposed that the monitoring unit is provided for a determination of at least one single cell parameter, in particular a single cell voltage, by means of the contact elements. In particular, the single-cell parameter is at least one operating state parameter of the electrochemical cell, which can be advantageously determined by means of at least one measurement, for which it is particularly advantageous to contact only two contact elements assigned to the electrochemical cell, in particular its anode and cathode. However, it is also conceivable that the monitoring unit is provided to determine the single cell parameter using at least one additional parameter such as an environmental parameter such as a temperature, a humidity, an air pressure, a fluid temperature, a fluid conductivity or the like. In addition, the monitoring unit can be provided for determining the corresponding environmental parameter. The single cell parameter may also be a conductivity and / or a current and / or a temperature and / or an impedance or the like. The monitoring unit preferably has at least one sensor unit and / or measuring unit for determining the single cell parameter. Particularly preferably, the sensor unit and / or measuring unit is connectable to the input channels and / or in particular permanently connected. The monitoring unit is preferably provided to measure a single voltage, which is different in particular from a total voltage of the cell unit, between any two contact elements. Preferably, the monitoring unit is provided to determine a single-cell voltage, for example the electrochemical cell and / or the further electrochemical cell, based on a potential difference of adjacent contact elements, for example based on a potential difference between adjacent in the stacking direction bipolar plates and / or adjacent in the stacking direction perforated plates or the like, between which, of course, further functional elements, in particular of a different type, can be arranged. As a result, monitoring of individual cells, for example of a cell stack, can advantageously be carried out, it being advantageous to be able to measure individual cell voltages independently of one another.
Außerdem wird vorgeschlagen, dass die Überwachungseinheit dazu vorgesehen ist, anhand des Einzelzellenparameters zumindest einen Fehlerbetriebszustand zu erkennen und zumindest einen Betriebsparameter der Zelleneinheit in Abhängigkeit von einem Auftreten des Fehlerbetriebszustands, insbesondere automatisch, zu ändern. Beispielsweise kann der Fehlerbetriebszustand einen Kurzschluss zumindest einer elektrochemischen Zelle umfassen. Insbesondere kann die Überwachungseinheit dazu vorgesehen sein, zumindest eine Überbrückung zumindest eines Teils der Zelleneinheit zu bewirken. Insbesondere in diesem Fall kann das Überbrückungselement als ein Schalter ausgebildet sein, der vorteilhaft von der Recheneinheit der Überwachungseinheit ansteuerbar ist. Es ist denkbar, dass die Überwachungseinheit das Überbrückungselement aufweist. Alternativ ist denkbar, dass das Überbrückungselement zusätzlich zu der Überwachungseinheit verwendbar ist. Insbesondere kann die Überwachungseinheit dazu vorgesehen sein, jeweils zumindest zwei beliebige Kontaktelemente, mit denen sie verbunden ist, elektrisch zu verbinden, um insbesondere eine entsprechende Überbrückung zu erzielen. Es ist auch denkbar, dass die Überwachungseinheit zu einer Steuerung und/oder einer Regelung einer Gesamtspannung und/oder eines Gesamtstroms und/oder einer Gesamtreaktionsrate und/oder eines Flusses eines produzierten Gases und/oder eines Flusses eines Reaktionsfluids und/oder eines Kühlfluids oder dergleichen, insbesondere in Abhängigkeit von dem Einzelzellenparameter, vorgesehen ist, insbesondere alternativ oder zusätzlich in zumindest einem Normalbetriebszustand. Außerdem ist denkbar, dass die Überwachungseinheit dazu vorgesehen ist, zumindest einzelne elektrochemische Zellen zumindest vorübergehend mit einer zusätzlichen Spannung zu beaufschlagen und/oder eine Last zumindest einzelner elektrochemischer Zellen zumindest vorübergehend zu reduzieren, beispielsweise unter Realisierung eines Shunts. Zudem ist denkbar, dass die Überwachungseinheit zumindest eine Wechselspannungsquelle aufweist, mittels derer eine Wechselspannung zumindest einzelnen elektrochemischen Zellen aufmodulierbar ist. Hierdurch können vorteilhaft Totalausfälle aufgrund einzelner defekter Zellen vermieden werden. Ferner kann hierdurch eine vielfältige Überwachung und/oder Ansteuerbarkeit erzielt werden.In addition, it is proposed that the monitoring unit is provided to detect at least one fault operating state based on the single cell parameter and to change at least one operating parameter of the cell unit as a function of an occurrence of the fault operating state, in particular automatically. For example, the fault operating state may include a short circuit of at least one electrochemical cell. In particular, the monitoring unit can be provided to effect at least bridging at least a part of the cell unit. In particular, in this case, the bridging element may be formed as a switch, which is advantageously controlled by the computing unit of the monitoring unit. It is conceivable that the monitoring unit has the bridging element. Alternatively, it is conceivable that the bridging element can be used in addition to the monitoring unit. In particular, the monitoring unit can be provided to electrically connect at least two arbitrary contact elements, with which it is connected, in particular to achieve a corresponding bridging. It is also conceivable for the monitoring unit to control and / or regulate a total voltage and / or a total current and / or a total reaction rate and / or a flow of a produced gas and / or a flow of a reaction fluid and / or a cooling fluid or the like , in particular depending on the single cell parameter, is provided, in particular alternatively or additionally in at least one normal operating state. In addition, it is conceivable that the monitoring unit is provided to at least temporarily apply an additional voltage to at least individual electrochemical cells and / or to reduce a load of at least individual electrochemical cells at least temporarily, for example by realizing a shunt. In addition, it is conceivable that the monitoring unit has at least one AC voltage source, by means of which an AC voltage can be modulated on at least individual electrochemical cells. As a result, total failures due to individual defective cells can advantageously be avoided. Furthermore, as a result, a diverse monitoring and / or controllability can be achieved.
Vorteilhafte Eigenschaften hinsichtlich einer Bauweise können insbesondere mit einem Elektrolyseur mit zumindest einer erfindungsgemäßen Elektrochemievorrichtung erzielt werden.Advantageous properties with respect to a construction can be achieved in particular with an electrolyzer having at least one electrochemical device according to the invention.
Zudem betrifft die Erfindung ein funktionelles Element, insbesondere ein funktionelles Zellenstapelelement, vorzugsweise das oben beschriebene funktionelle Element, für die Elektrochemievorrichtung. Es wird vorgeschlagen, dass das funktionelle Element wenigstens zwei Kontaktelemente aufweist, die jeweils dazu vorgesehen sind, wahlweise abgetrennt werden zu können. Wie oben beschrieben, weist das funktionelle Element vorteilhaft zumindest eine Platte, insbesondere ein Blech, mit den Kontaktelementen auf. Es ist denkbar, dass das funktionelle Element drei oder vier oder fünf oder sechs oder noch mehr Kontaktelemente aufweist, die insbesondere entlang eines Rands des funktionellen Elements angeordnet sind, insbesondere in einer Betrachtung in eine Richtung senkrecht zu einer Haupterstreckungsebene des funktionellen Elements. Die Kontaktelemente können entlang einer einzelnen Kante des funktionellen Elements angeordnet sein. Es ist auch denkbar, dass das funktionelle Element mehrere, insbesondere gegenüberliegende, Kanten mit jeweils zumindest einem Kontaktelement aufweist. Vorzugsweise ist in zumindest einem montierten Zustand des funktionellen Elements, in welchem dieses insbesondere einen Teil des Zellenstapels ausbildet, zumindest eines der Kontaktelemente des funktionellen Elements abgetrennt. Insbesondere sind in dem montierten Zustand alle bis auf ein Kontaktelement des funktionellen Elements abgetrennt. Vorzugsweise sind die Kontaktelemente des funktionellen Elements dazu vorgesehen, wahlweise entweder abgetrennt zu werden, oder ein Kontaktelement des Zellenstapels zu bilden. Insbesondere ist eine Position der Kontaktelemente in dem Zellenstapel durch geeignetes Abtrennen von übrigen Kontaktelementen des funktionellen Elements wählbar. Vorzugsweise ist der Zellenstapel zumindest teilweise aus funktionellen Elementen aufgebaut, die jeweils entweder kein Kontaktelement oder genau ein Kontaktelement aufweisen und deren gegebenenfalls in einem vormontierten Zustand zusätzlich vorhandene Kontaktelemente abgetrennt sind. In addition, the invention relates to a functional element, in particular a functional cell stack element, preferably the functional element described above, for the electrochemical device. It is proposed that the functional element has at least two contact elements which are each intended to be able to be disconnected optionally. As described above, the functional element advantageously has at least one plate, in particular a metal sheet, with the contact elements. It is conceivable that that functional element has three or four or five or six or even more contact elements, which are arranged in particular along an edge of the functional element, in particular in a view in a direction perpendicular to a main extension plane of the functional element. The contact elements may be arranged along a single edge of the functional element. It is also conceivable that the functional element has several, in particular opposite, edges, each with at least one contact element. Preferably, in at least one assembled state of the functional element, in which it forms, in particular, a part of the cell stack, at least one of the contact elements of the functional element is cut off. In particular, in the mounted state, all but one contact element of the functional element are disconnected. Preferably, the contact elements of the functional element are intended to be either selectively disconnected or to form a contact element of the cell stack. In particular, a position of the contact elements in the cell stack can be selected by suitable separation of other contact elements of the functional element. Preferably, the cell stack is at least partially constructed of functional elements, each having either no contact element or exactly one contact element and their optionally additionally present in a preassembled state contact elements are separated.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des funktionellen Elements können vorteilhafte Eigenschaften hinsichtlich einer Kosteneffizienz erzielt werden. Zudem kann eine vorteilhafte Bauweise einer Elektrochemievorrichtung, insbesondere eines Elektrolyseurs, erzielt werden. Ferner kann eine Elektrochemievorrichtung bereitgestellt werden, deren Betrieb einfach und/oder zuverlässig überwacht werden kann. Zudem kann eine kostengünstig und/oder einfach zu fertigende Elektrochemievorrichtung bereitgestellt werden. Ferner können vorteilhafte Eigenschaften hinsichtlich einer einfachen und/oder kostengünstigen Fertigung von Komponenten einer Elektrochemievorrichtung erzielt werden. Vorteilhaft können Betriebsparameter von Teilen einer Elektrochemievorrichtung, insbesondere von einzelnen elektrochemischen Zellen, zuverlässig gemessen werden. Ferner kann eine Vielzahl von Kontaktelementen auf engem Raum bereitgestellt werden, wodurch insbesondere Einzelzellenmessungen an einer Vielzahl benachbarter Zellen ermöglicht werden kann. Zudem können auch sehr dünne Einzelzellen zuverlässig kontaktiert werden. Außerdem kann eine hohe Zuverlässigkeit und/oder eine hohe Belastbarkeit von elektrischen Kontaktelementen erzielt werden.The inventive design of the functional element advantageous properties can be achieved in terms of cost efficiency. In addition, an advantageous construction of an electrochemical device, in particular an electrolyzer, can be achieved. Furthermore, an electrochemical device can be provided whose operation can be easily and / or reliably monitored. In addition, a low-cost and / or easy-to-manufacture electrochemical device can be provided. Furthermore, advantageous properties with regard to a simple and / or cost-effective production of components of an electrochemical device can be achieved. Advantageously, operating parameters of parts of an electrochemical device, in particular of individual electrochemical cells, can be reliably measured. Further, a plurality of contact elements can be provided in a small space, which can be made possible in particular single cell measurements on a plurality of adjacent cells. In addition, even very thin single cells can be reliably contacted. In addition, a high reliability and / or a high load capacity of electrical contact elements can be achieved.
Zudem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines funktionellen Elements, welches, insbesondere wie oben beschrieben, in zumindest einem vormontierten Zustand zumindest zwei an unterschiedlichen Positionen angeordnete Kontaktelemente aufweist, wobei zumindest eines der Kontaktelemente abgetrennt wird. Vorzugsweise werden alle bis auf ein Kontaktelement des funktionellen Elements abgetrennt. Es ist auch denkbar, dass alle Kontaktelemente des funktionellen Elements abgetrennt werden, beispielsweise, falls identisch ausgebildete funktionelle Elemente zum Aufbau eines Zellenstapels verwendet werden sollen, wobei lediglich einige elektrochemische Zellen des Zellenstapels einzeln kontaktierbar sein sollen. Vorzugsweise ist das Verfahren Teil eines Verfahrens zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Elektrochemievorrichtung.In addition, the invention relates to a method for producing a functional element which, in particular as described above, has at least two contact elements arranged at different positions in at least one preassembled state, wherein at least one of the contact elements is severed. Preferably, all but one contact element of the functional element are separated. It is also conceivable that all contact elements of the functional element are separated, for example, if identically designed functional elements are to be used to construct a cell stack, wherein only some electrochemical cells of the cell stack should be individually contactable. Preferably, the method is part of a method for producing an electrochemical device according to the invention.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren können vorteilhafte Eigenschaften hinsichtlich einer Kosteneffizienz erzielt werden. Zudem kann eine vorteilhafte Bauweise einer Elektrochemievorrichtung, insbesondere eines Elektrolyseurs, erzielt werden. Ferner kann eine Elektrochemievorrichtung bereitgestellt werden, deren Betrieb einfach und/oder zuverlässig überwacht werden kann. Zudem kann eine kostengünstig und/oder einfach zu fertigende Elektrochemievorrichtung bereitgestellt werden. Ferner können vorteilhafte Eigenschaften hinsichtlich einer einfachen und/oder kostengünstigen Fertigung von Komponenten einer Elektrochemievorrichtung erzielt werden. Vorteilhaft können Betriebsparameter von Teilen einer Elektrochemievorrichtung, insbesondere von einzelnen elektrochemischen Zellen, zuverlässig gemessen werden. Ferner kann eine Vielzahl von Kontaktelementen auf engem Raum bereitgestellt werden, wodurch insbesondere Einzelzellenmessungen an einer Vielzahl benachbarter Zellen ermöglicht werden kann. Zudem können auch sehr dünne Einzelzellen zuverlässig kontaktiert werden. Außerdem kann eine hohe Zuverlässigkeit und/oder eine hohe Belastbarkeit von elektrischen Kontaktelementen erzielt werden.The inventive method advantageous properties can be achieved in terms of cost efficiency. In addition, an advantageous construction of an electrochemical device, in particular an electrolyzer, can be achieved. Furthermore, an electrochemical device can be provided whose operation can be easily and / or reliably monitored. In addition, a low-cost and / or easy-to-manufacture electrochemical device can be provided. Furthermore, advantageous properties with regard to a simple and / or cost-effective production of components of an electrochemical device can be achieved. Advantageously, operating parameters of parts of an electrochemical device, in particular of individual electrochemical cells, can be reliably measured. Further, a plurality of contact elements can be provided in a small space, which can be made possible in particular single cell measurements on a plurality of adjacent cells. In addition, even very thin single cells can be reliably contacted. In addition, a high reliability and / or a high load capacity of electrical contact elements can be achieved.
Die erfindungsgemäße Elektrochemievorrichtung, das erfindungsgemäße funktionelle Element und das erfindungsgemäße Verfahren sollen hierbei nicht auf die oben beschriebenen Anwendungen und Ausführungsformen beschränkt sein. Insbesondere können die erfindungsgemäße Elektrochemievorrichtung, das erfindungsgemäße funktionelle Element und das erfindungsgemäße Verfahren zu einer Erfüllung einer hierin beschriebenen Funktionsweise eine von einer hierin genannten Anzahl von einzelnen Elementen und/oder Bauteilen und/oder Einheiten und/oder Verfahrensschritten abweichende Anzahl aufweisen. Zudem sollen bei den in dieser Offenbarung angegebenen Wertebereichen auch innerhalb der genannten Grenzen liegende Werte als offenbart und als beliebig einsetzbar gelten.The electrochemical device according to the invention, the functional element according to the invention and the method according to the invention are not intended to be limited to the applications and embodiments described above. In particular, the electrochemical device according to the invention, the functional element according to the invention and the method according to the invention for performing a function described herein may have a different number from a number of individual elements and / or components and / or units and / or method steps mentioned herein. In addition, in the value ranges indicated in this disclosure, values lying within the stated limits are also to be disclosed as disclosed and used as desired.
Figurenliste list of figures
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.Further advantages emerge from the following description of the drawing. In the drawings, an embodiment of the invention is shown. The drawings, the description and the claims contain numerous features in combination. The person skilled in the art will expediently also consider the features individually and combine them into meaningful further combinations.
Es zeigen:
-
1 einen Elektrolyseur mit einer Elektrochemievorrichtung in einer schematischen Seitenansicht, -
2 die Elektrochemievorrichtung mit einem Überbrückungselement in einer schematischen Seitenansicht, -
3 ein funktionelles Element der Elektrochemievorrichtung in einem vormontierten Zustand in einer schematischen Draufsicht und -
4 ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Herstellung der Elektrochemievorrichtung.
-
1 an electrolyzer with an electrochemical device in a schematic side view, -
2 the electrochemical device with a bridging element in a schematic side view, -
3 a functional element of the electrochemical device in a preassembled state in a schematic plan view and -
4 a schematic flow diagram of a method for producing the electrochemical device.
Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments
Die
Die Elektrochemievorrichtung
Die Zelleneinheit
Die Zelleneinheit
Die Elektrochemievorrichtung
Die elektrochemische Zelle
Die elektrochemische Zelle
Ferner weist die weitere elektrochemische Zelle
Das Kontaktelement
Das Kontaktelement
Mehrere, im vorliegenden Fall alle, elektrochemische Zellen
In einer Betrachtung entlang der Stapelrichtung
Die Elektrochemievorrichtung
Die Überwachungseinheit
Grundsätzlich ist denkbar, dass die Elektrochemievorrichtung
Die
Die
Das funktionelle Element
Im vorliegenden Fall weist jede der elektrochemischen Zellen
Das funktionelle Element
In der
Die
In einem weiteren Verfahrensschritt
Claims (16)
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102017108439.8A DE102017108439A1 (en) | 2017-04-20 | 2017-04-20 | Electrochemical device, functional element and process for its preparation |
PCT/EP2018/060119 WO2018193067A1 (en) | 2017-04-20 | 2018-04-19 | Electrochemical device, functional element, and method for manufacturing same |
EP18728307.2A EP3612664A1 (en) | 2017-04-20 | 2018-04-19 | Electrochemical device, functional element, and method for manufacturing same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102017108439.8A DE102017108439A1 (en) | 2017-04-20 | 2017-04-20 | Electrochemical device, functional element and process for its preparation |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102017108439A1 true DE102017108439A1 (en) | 2018-10-25 |
Family
ID=62486544
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102017108439.8A Pending DE102017108439A1 (en) | 2017-04-20 | 2017-04-20 | Electrochemical device, functional element and process for its preparation |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP3612664A1 (en) |
DE (1) | DE102017108439A1 (en) |
WO (1) | WO2018193067A1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102019129434A1 (en) * | 2019-10-31 | 2021-05-06 | AVX/KUMATEC Hydrogen GmbH & Co. KG | Measuring device for measuring the conductivity of media in a high pressure environment and arrangement with a measuring device |
DE102022211506A1 (en) | 2022-10-31 | 2024-05-02 | Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Method for operating an electrolyzer, control device |
DE102022211507A1 (en) | 2022-10-31 | 2024-05-02 | Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Method for operating an electrolyzer, control device |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102022112494A1 (en) | 2022-05-18 | 2023-11-23 | H-Tec Systems Gmbh | Electrochemical cell monitoring device, electrochemical cell monitoring system and method |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE69701432T2 (en) * | 1996-08-26 | 2000-08-03 | Gen Motors Corp | PEM fuel cell monitoring system |
DE102005011316A1 (en) * | 2005-03-11 | 2006-10-05 | Kaufmann, Hans, Dipl.-Ing. (FH) | Electrolyzer for hydrogen and oxygen production has a buffer zone containing a fluid providing the system with an operating pressure without need for an additional compressor |
DE102014103128A1 (en) * | 2014-03-10 | 2015-09-10 | Karlsruher Institut für Technologie | Connector for the electrical contacting of arresters of an electrochemical cell |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5095060B2 (en) * | 2001-09-28 | 2012-12-12 | 本田技研工業株式会社 | Fuel cell stack |
JP2006269333A (en) * | 2005-03-25 | 2006-10-05 | Nissan Motor Co Ltd | Fuel cell |
GB2486180B (en) * | 2010-12-03 | 2017-09-13 | Intelligent Energy Ltd | Connector system for a fuel cell stack |
WO2012170844A2 (en) * | 2011-06-09 | 2012-12-13 | Bloom Energy Corporation | Fuel cell bypass diode structures and attachment methods |
US9915004B2 (en) * | 2013-07-19 | 2018-03-13 | Nuvera Fuel Cells, LLC | System and method for tuning an electrochemical cell stack |
-
2017
- 2017-04-20 DE DE102017108439.8A patent/DE102017108439A1/en active Pending
-
2018
- 2018-04-19 EP EP18728307.2A patent/EP3612664A1/en active Pending
- 2018-04-19 WO PCT/EP2018/060119 patent/WO2018193067A1/en unknown
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE69701432T2 (en) * | 1996-08-26 | 2000-08-03 | Gen Motors Corp | PEM fuel cell monitoring system |
DE102005011316A1 (en) * | 2005-03-11 | 2006-10-05 | Kaufmann, Hans, Dipl.-Ing. (FH) | Electrolyzer for hydrogen and oxygen production has a buffer zone containing a fluid providing the system with an operating pressure without need for an additional compressor |
DE102014103128A1 (en) * | 2014-03-10 | 2015-09-10 | Karlsruher Institut für Technologie | Connector for the electrical contacting of arresters of an electrochemical cell |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102019129434A1 (en) * | 2019-10-31 | 2021-05-06 | AVX/KUMATEC Hydrogen GmbH & Co. KG | Measuring device for measuring the conductivity of media in a high pressure environment and arrangement with a measuring device |
DE102022211506A1 (en) | 2022-10-31 | 2024-05-02 | Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Method for operating an electrolyzer, control device |
DE102022211507A1 (en) | 2022-10-31 | 2024-05-02 | Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Method for operating an electrolyzer, control device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP3612664A1 (en) | 2020-02-26 |
WO2018193067A1 (en) | 2018-10-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2018193067A1 (en) | Electrochemical device, functional element, and method for manufacturing same | |
DE60217138T2 (en) | ELECTRICAL CONTACT DEVICE FOR A FUEL CELL | |
DE102007026339B4 (en) | Fuel cell with a flow field plate, method for producing such a flow field plate and use of the aforementioned fuel cell | |
DE102007042985A1 (en) | Bipolar plate for a PEM electrolyzer | |
DE202015104300U1 (en) | Separator plate for an electrochemical system | |
DE102006046724A1 (en) | Reinforced membrane electrode assembly | |
DE112007000068T5 (en) | fuel cell | |
DE102007015737B4 (en) | METHOD FOR DETERMINING A FAILURE OF AN ELECTRICAL CONNECTION IN A FUEL CELL STACK AND FUEL CELL SYSTEM | |
DE10244884A1 (en) | Fuel cell stack body | |
DE112014005212T5 (en) | Fuel cell separator and fuel cell stack manufacturing method | |
DE10151601A1 (en) | Gas distribution element, especially for fuel cell system, has integral measurement board with segments via which local current distribution can be measured, current tapping elements | |
DE102011010607A1 (en) | PLATE CONNECTION METHOD FOR AN EMBEDDED FUEL CELL SENSOR | |
DE102010014080B4 (en) | SYSTEM FOR ELECTRICAL SIGNAL PROCESSING FOR A FUEL CELL STACK | |
EP1580564B1 (en) | Method of determination of current density distribution in fuel cells | |
EP1525634B1 (en) | Bipolar plate for a fuel cell | |
DE102017108440A1 (en) | Electrochemical device and method for operating an electrochemical device | |
WO2022128856A2 (en) | Arrangement of electrochemical cells | |
DE102017115053A1 (en) | COATED ALUMINUM BIPOLAR PLATE FOR FUEL CELL APPLICATIONS | |
DE102016225432A1 (en) | Method for contacting separator plates of a fuel cell stack | |
DE102015118803B4 (en) | Separator for a fuel cell | |
EP1665443B1 (en) | Fuel cell and fuel cell module therefor | |
DE102017105464A1 (en) | Current collector plates with fluid flow field for fuel cells | |
DE102020216525A1 (en) | Method and electrical contacting for cell monitoring | |
DE102020128060A1 (en) | Redox flow cell and process for its manufacture | |
DE112020003883T5 (en) | FUEL BATTERY STACK |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R163 | Identified publications notified | ||
R079 | Amendment of ipc main class |
Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: C25B0009080000 Ipc: C25B0009190000 |
|
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: H-TEC SYSTEMS GMBH, DE Free format text: FORMER OWNER: H-TEC SYSTEMS GMBH, 23562 LUEBECK, DE |
|
R082 | Change of representative |
Representative=s name: SCHLOSSER, STEFAN, DIPL.-PHYS., DE |
|
R012 | Request for examination validly filed |