DE102015015876A1

DE102015015876A1 - Separator plate for a fuel cell, fuel cell, vehicle and method of manufacturing a separator plate

Info

Publication number: DE102015015876A1
Application number: DE102015015876.7A
Authority: DE
Inventors: Richard Späh; Markus Schudy; Georg Frank
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2015-12-09
Filing date: 2015-12-09
Publication date: 2017-06-14

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Separatorplatte (18) für eine Brennstoffzelle (34), wobei durch einen Grundkörper (20) der Separatorplatte (18) wenigstens ein Kanal (24) für ein der Brennstoffzelle (34) zuführbares Medium begrenzt ist. Auf den Grundkörper (20) der Separatorplatte (18) ist wenigstens ein mit dem Grundkörper (20) verbundenes Strukturelement (28) aufgebracht, wobei durch eine Seite (26) des wenigstens einen Strukturelements (28) der wenigstens eine Kanal (24) zu einer Seite hin begrenzt ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Brennstoffzelle (34), ein Fahrzeug mit einem Brennstoffzellensystem und ein Verfahren zum Fertigen einer Separatorplatte (18) für eine Brennstoffzelle (34).The invention relates to a separator plate (18) for a fuel cell (34), wherein at least one channel (24) for a medium which can be fed to the fuel cell (34) is delimited by a base body (20) of the separator plate (18). At least one structural element (28) connected to the main body (20) is applied to the base body (20) of the separator plate (18), the at least one channel (24) being formed by one side (26) of the at least one structural element (28) Side is limited. Furthermore, the invention relates to a fuel cell (34), a vehicle with a fuel cell system and a method for manufacturing a separator plate (18) for a fuel cell (34).

Description

Die Erfindung betrifft eine Separatorplatte für eine Brennstoffzelle, wobei durch einen Grundkörper der Separatorplatte wenigstens ein Kanal für ein der Brennstoffzelle zuführbares Medium begrenzt ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Brennstoffzelle, ein Fahrzeug mit einem Brennstoffzellensystem und ein Verfahren zum Fertigen einer Separatorplatte für eine Brennstoffzelle.The invention relates to a separator plate for a fuel cell, wherein at least one channel for a fuel cell feedable medium is limited by a base body of the separator. Furthermore, the invention relates to a fuel cell, a vehicle with a fuel cell system and a method for manufacturing a separator plate for a fuel cell.

Der prinzipielle Aufbau einer Polymer-Elektrolyt-Membran-Brennstoffzelle – kurz PEMFC – ist wie folgt. Die PEMFC enthält eine Membran-Elektroden-Anordnung – kurz MEA, die aus einer Anode, einer Kathode und einer dazwischen angeordneten Polymer-Elektrolyt-Membran (auch Ionomer-Membran) – kurz PEM – aufgebaut ist. Die MEA ist ihrerseits wiederum zwischen zwei Separatorplatten angeordnet, wobei eine Separatorplatte Kanäle für die Verteilung von Brennstoff aufweist und die andere Separatorplatte Kanäle für die Verteilung von Oxidationsmittel und wobei die Kanäle der MEA zugewandt sind. Die Kanäle bilden eine Kanalstruktur, ein sogenanntes Flow Field oder Strömungsfeld. Die Elektroden, Anode und Kathode, können insbesondere als Gasdiffusionselektroden – kurz GDE – ausgebildet sein. Diese haben die Funktion, den bei der elektrochemischen Reaktion (zum Beispiel 2H₂ + O₂ → 2H₂O) erzeugten Strom abzuleiten und die Reaktionsstoffe, Edukte und Produkte, durchdiffundieren zu lassen. Eine GDE besteht aus wenigstens einer Gasdiffusionsschicht beziehungsweise Gasdiffusionslage – kurz GDL – und einer Katalysatorschicht, die der PEM zugewandt ist und an der die elektrochemische Reaktion abläuft. Die GDE kann ferner noch eine Gasverteilungslage aufweisen, die sich der Gasdiffusionslage anschließt und die in der PEMFC einer Separatorplatte zugewandt ist. Gasdiffusionslage und Gasverteilungslage unterscheiden sich vor allem in ihren Porengrößen und damit in der Art des Transportmechanismus für einen Reaktionsstoff (Diffusion beziehungsweise Verteilung). Ist die Katalysatorschicht hingegen nicht auf die Gasdiffusionslage, sondern auf eine oder beide Hauptoberflächen der PEM aufgebracht, so wird im Allgemeinen von einer Catalyst Coated Membrane – kurz CCM – gesprochen.The basic structure of a polymer electrolyte membrane fuel cell - PEMFC for short - is as follows. The PEMFC contains a membrane-electrode assembly - MEA short, which is composed of an anode, a cathode and a polymer electrolyte membrane arranged between them (also ionomer membrane) - PEM - constructed. In turn, the MEA is interposed between two separator plates, with one separator plate having fuel distribution channels and the other separator plate having channels for the distribution of oxidant and the channels facing the MEA. The channels form a channel structure, a so-called flow field or flow field. The electrodes, anode and cathode can be designed in particular as gas diffusion electrodes - in short GDE. These have the function of dissipating the electricity generated in the electrochemical reaction (for example 2H ₂ + O ₂ → 2H ₂ O) and allowing the reactants, starting materials and products to diffuse through. A GDE consists of at least one gas diffusion layer or gas diffusion layer (GDL for short) and a catalyst layer which faces the PEM and at which the electrochemical reaction takes place. The GDE may also have a gas distribution layer, which adjoins the gas diffusion layer and which faces in the PEMFC a Separatorplatte. Gas diffusion layer and gas distribution layer differ mainly in their pore sizes and thus in the nature of the transport mechanism for a reactant (diffusion or distribution). By contrast, if the catalyst layer is not applied to the gas diffusion layer but to one or both main surfaces of the PEM, then it is generally referred to as a Catalyst Coated Membrane-CCM for short.

Eine derartige Brennstoffzelle kann bei relativ geringen Betriebstemperaturen elektrischen Strom mit hoher Leistung erzeugen. Reale Brennstoffzellen sind meist zu so genannten Brennstoffzellenstapeln – kurz Stacks – gestapelt, um eine hohe Leistungsabgabe zu erzielen, wobei anstelle der monopolaren Separatorplatten bipolare Separatorplatten, so genannte Bipolarplatten, eingesetzt werden und monopolare Separatorplatten nur die beiden endständigen Abschlüsse des Stacks bilden. Sie werden zum Teil Endplatten genannt und können sich baulich erheblich von den Bipolarplatten unterscheiden.Such a fuel cell can produce high power electrical power at relatively low operating temperatures. Real fuel cells are usually stacked into so-called fuel cell stacks - stacks - to achieve a high power output, instead of the monopolar separator plates bipolar separator plates, so-called bipolar plates are used and form monopolar separator plates only the two terminal terminations of the stack. They are sometimes called end plates and can be structurally different from the bipolar plates.

Die Bipolarplatten sind im Allgemeinen aus zwei Teilplatten zusammengesetzt, etwa aus einer kathodischen, also einer Kathode zugewandten Separatorplatte und einer anodischen, also einer Anode zugewandten Separatorplatte. Diese Teilplatten weisen im Wesentlichen komplementäre und bezüglich einer Spiegelebene spiegelbildliche Formen auf. Die Teilplatten müssen aber nicht zwingend spiegelbildlich sein. Wichtig ist lediglich, dass sie zumindest eine gemeinsame Berührungsfläche aufweisen, an der sie verbunden werden können. Die Teilplatten weisen eine unebene Topographie auf. Hierdurch entstehen an den jeweils voneinander weg weisenden Oberflächen der Teilplatten die vorstehend bereits erwähnten Kanalstrukturen. An den jeweils aufeinander zuweisenden Oberflächen der Teilplatten besteht zum Beispiel bei geprägten metallischen Teilplatten die zur oben genannten Kanalstruktur komplementäre Kanalstruktur. Beim Aufeinanderlegen der beiden Teilplatten entsteht dadurch zwischen den Teilplatten, auf deren zueinander hin weisenden Oberflächen, ein Hohlraum, welcher aus einem System mehrerer miteinander verbundener Tunnels besteht. Der Hohlraum beziehungsweise das System der Tunnels ist durch eine im Wesentlichen die Teilplatten im Randbereich umlaufende Fügung flüssigkeitsdicht umrandet, wobei Öffnungen zur Kühlmittelzufuhr und -abfuhr vorgesehen sind, sodass der Hohlraum für die Verteilung eines Kühlmittels genutzt werden kann.The bipolar plates are generally composed of two partial plates, such as a cathodic, ie a cathode facing separator plate and an anodic, ie an anode facing separator plate. These sub-plates have substantially complementary and with respect to a mirror plane mirror-image forms. However, the partial plates do not necessarily have to be mirror images. It is only important that they have at least one common contact surface to which they can be connected. The partial plates have an uneven topography. As a result, the channel structures already mentioned above arise at the surfaces of the partial plates that point away from each other. For example, in the case of embossed metallic partial plates, the channel structure complementary to the above-mentioned channel structure exists on the surfaces of the partial plates facing one another. When the two sub-panels are placed on top of each other, a cavity, which consists of a system of several interconnected tunnels, thus arises between the sub-panels, on their mutually facing surfaces. The cavity or the system of the tunnel is liquid-tight surrounded by a substantially peripheral part of the plates in the edge region joint, with openings for coolant supply and removal are provided, so that the cavity for the distribution of a coolant can be used.

Somit gehört zu den Aufgaben einer Bipolarplatte: Die Verteilung von Oxidationsmittel und von Reduktionsmittel; die Verteilung von Kühlmittel und somit die Kühlung (besser gesagt Temperierung) der Brennstoffzellen; die fluidische Trennung der Einzelzellen eines Stacks voneinander; ferner die elektrische Kontaktierung der hintereinander geschalteten Einzelzellen eines Stacks und somit die Durchleitung des von den Einzelzellen erzeugten elektrischen Stroms.Thus, one of the tasks of a bipolar plate is: the distribution of oxidizing agent and reducing agent; the distribution of coolant and thus the cooling (better tempering) of the fuel cell; the fluidic separation of the individual cells of a stack from each other; Furthermore, the electrical contacting of the series-connected individual cells of a stack and thus the passage of the electric current generated by the individual cells.

Die DE 10 2007 039 467 A1 beschreibt eine Brennstoffzelle mit einer Gasdiffusionslage, wobei auf der Gasdiffusionslage eine Vielzahl von elektrisch leitenden Stegen angebracht ist. Die elektrisch leitenden Stege können durch Dampfphasenabscheidung, Elektrobeschichtung oder durch Siebdrucken angebracht werden. In der Brennstoffzelle sind die an der Gasdiffusionslage angeordneten Stege so positioniert, dass sie an Stege von Bipolarplatten angrenzen, welche in der Bipolarplatte ausgebildete Kanäle begrenzen.The DE 10 2007 039 467 A1 describes a fuel cell with a gas diffusion layer, wherein a plurality of electrically conductive webs is mounted on the gas diffusion layer. The electrically conductive lands may be attached by vapor deposition, electrocoating or screen printing. In the fuel cell, the webs arranged on the gas diffusion layer are positioned so that they adjoin webs of bipolar plates which delimit channels formed in the bipolar plate.

In ähnlicher Weise beschreibt die DE 10 2010 015 504 A1 eine Gasdiffusionsschicht für eine Brennstoffzelle, welche eine Mehrzahl von elektrisch leitfähigen Stegen aufweist, durch welche Kanäle für Reaktanden einer Brennstoffzelle voneinander abgegrenzt sind.Similarly, the DE 10 2010 015 504 A1 a gas diffusion layer for a fuel cell, which has a plurality of electrically conductive webs through which channels for reactants of a fuel cell are delimited from each other.

Als nachteilig ist hierbei der Umstand anzusehen, dass das Aufbringen derartiger Stege auf die Gasdiffusionslage oder Gasdiffusionsschicht fertigungstechnisch vergleichsweise schwierig oder aufwändig ist. A disadvantage here is the fact that the application of such webs to the gas diffusion layer or gas diffusion layer is technically relatively difficult or expensive.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine verbesserte Separatorplatte der eingangs genannten Art, eine Brennstoffzelle mit wenigstens einer solchen Separatorplatte, ein Fahrzeug mit einem Brennstoffzellensystem und ein verbessertes Verfahren zum Fertigen einer Separatorplatte zu schaffen.The object of the present invention is to provide an improved separator plate of the aforementioned type, a fuel cell with at least one such separator plate, a vehicle with a fuel cell system and an improved method for manufacturing a separator plate.

Diese Aufgabe wird durch eine Separatorplatte mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, eine Brennstoffzelle mit den Merkmalen des Patentanspruchs 8, ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 9 und durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.This object is achieved by a separator with the features of claim 1, a fuel cell having the features of claim 8, a vehicle having the features of claim 9 and by a method having the features of claim 10. Advantageous embodiments with expedient developments of the invention are specified in the dependent claims.

Bei der erfindungsgemäßen Separatorplatte für eine Brennstoffzelle begrenzt ein Grundkörper der Separatorplatte wenigstens einen Kanal für ein der Brennstoffzelle zuführbares Medium. Auf den Grundkörper der Separatorplatte ist wenigstens ein mit dem Grundkörper verbundenes Strukturelement aufgebracht, wobei durch eine Seite des wenigstens einen Strukturelements der wenigstens eine Kanal zu einer Seite hin begrenzt ist. Mit anderen Worten ist durch das Strukturelement ein Steg bereitgestellt, welcher den Kanal seitlich begrenzt. Insbesondere wird durch zwei einander zugewandte Seiten benachbarter Strukturelemente der jeweilige Kanal zu zwei Seiten hin begrenzt. Einerseits bildet also der Grundkörper der Separatorplatte eine Wandung des wenigstens einen Kanals ist, während andererseits durch die Seite des wenigstens einen Strukturelements eine weitere den Kanal begrenzende Wandung bereitgestellt ist.In the separator plate according to the invention for a fuel cell, a base body of the separator plate defines at least one channel for a medium that can be supplied to the fuel cell. At least one structural element connected to the base body is applied to the base body of the separator plate, wherein the at least one channel is bounded to one side by one side of the at least one structural element. In other words, a web is provided by the structural element, which limits the channel laterally. In particular, the respective channel is bounded on two sides by two mutually facing sides of adjacent structural elements. On the one hand, therefore, the main body of the separator plate forms a wall of the at least one channel, while on the other hand by the side of the at least one structural element, a further wall bounding the channel is provided.

Die Erfindung beruht auf der anhand von Simulationen gewonnenen Erkenntnis, dass die Leistungsfähigkeit einer Brennstoffzelle durch das Vorsehen von schmalen Kanälen für der Brennstoffzelle zuführbare Reaktanden und durch schmale Stege erhöht werden kann, welche die Kanäle seitlich voneinander abgrenzen. Dies kann einerseits durch eine verbesserte mechanische Stützung der Membran-Elektroden-Anordnung erklärt werden, welche die elektrische Leitfähigkeit erhöht, und andererseits durch eine bessere Gasversorgung oder Medienversorgung über die Fläche des von den Kanälen gebildeten Flow Fields oder Strömungsfelds. Die erhöhte elektrische Leitfähigkeit und die bessere Versorgung mit dem Reaktanden führen zu einer Erhöhung der mittels der Brennstoffzelle erzielbaren Leistung. Dadurch, dass vorliegend die Strukturelemente zu einer Vergrößerung einer Tiefe des Kanals führen, ist eine verbesserte Separatorplatte für eine Brennstoffzelle bereitgestellt.The invention is based on the knowledge gained by means of simulations that the performance of a fuel cell can be increased by the provision of narrow channels for fuel cell feedable reactants and by narrow webs which delimit the channels laterally from one another. This can be explained on the one hand by an improved mechanical support of the membrane-electrode arrangement, which increases the electrical conductivity, and on the other hand by a better gas supply or media supply over the area of the flow field or flow field formed by the channels. The increased electrical conductivity and the better supply of the reactant lead to an increase in the achievable by means of the fuel cell performance. By virtue of the fact that the structural elements lead in this case to an enlargement of a depth of the channel, an improved separator plate for a fuel cell is provided.

Eine ausreichende Kanaltiefe ist nämlich im Hinblick auf den Druckverlust vorteilhaft, wenn das Medium, insbesondere der jeweilige Reaktand, den Kanal durchströmt. Des Weiteren stellt eine ausreichende Kanaltiefe auch entsprechende Toleranzen sicher, da dann auch bei Abweichungen einer Ist-Tiefe des Kanals von einer Soll-Tiefe des Kanals noch eine gute Durchströmbarkeit des Kanals erreicht werden kann.A sufficient channel depth is namely advantageous in view of the pressure loss when the medium, in particular the respective reactant, flows through the channel. Furthermore, a sufficient channel depth also ensures corresponding tolerances, since a good throughflow of the channel can then be achieved even in the case of deviations of an actual depth of the channel from a nominal depth of the channel.

Eine feine Kanalstruktur beziehungsweise Stegstruktur kann jedoch beim Einsatz geprägter metallischer Separatorplatten aufgrund der Limitierungen beim Umformen der Separatorplatten durch Prägen nicht erreicht werden. Gerade wenn vergleichsweise tiefe Kanäle ausgebildet werden sollen, müssen aufgrund der minimal einzuhaltenden Radien die Kanäle auch eine bestimmte Breite aufweisen, welche auch mit einer vergleichsweise großen Breite der die Kanäle voneinander abgrenzenden Stege einhergeht. Beispielsweise liegt ein typsicher Grenzwert für einen Außenradius einer durch Prägen hergestellten Krümmung eines 100 μm starken Stahlblechs, durch welches eine Separatorplatte gebildet werden soll, bei etwa 0,2 mm. Durch Prägen lassen sich daher bei metallischen Separatorplatten nicht zugleich ausreichend tiefe und besonders schmale Kanäle bereitstellen. Vielmehr entstehen beim Herstellen tiefer Kanäle durch Prägen fertigungsbedingt auch breite Kanäle und breite Stege zwischen den Kanälen.However, a fine channel structure or web structure can not be achieved by embossing when using embossed metallic separator plates due to the limitations of forming the separator plates. Especially when comparatively deep channels are to be formed, the channels must also have a certain width due to the minimum radii to be maintained, which is also associated with a comparatively large width of the channels delimiting each other webs. For example, a typical safe limit for an outer radius of an embossed curvature of a 100 μm thick steel sheet through which a separator plate is to be formed is about 0.2 mm. By embossing can therefore not provide at the same time sufficiently deep and very narrow channels in metallic separator plates. Rather, the production of deep channels by embossing production due to wide channels and wide webs between the channels.

Dadurch, dass vorliegend durch die auf den Grundkörper der Separatorplatte aufgebrachten Strukturelemente Stege bereitgestellt werden, können insgesamt Kanaltiefen und Kanalbreiten erreicht werden, welche nicht den Umformlimitierungen beim Prägen unterliegen. Somit ist die Gestaltung besonders feiner oder schmaler Kanäle beziehungsweise besonders feiner oder schmaler Stegstrukturen bei ausreichender Kanaltiefe möglich. Die beim reinen Prägen von metallischen Separatorplatten vorliegenden Einschränkungen hinsichtlich feiner oder schmaler Kanäle mit ausreichender Kanaltiefe und hinsichtlich schmaler Stegstrukturen werden somit aufgehoben. Dies wiederum ermöglicht eine höhere Leistung der Brennstoffzelle, bei welcher die verbesserte Separatorplatte zum Einsatz kommt. Zudem lässt sich das Aufbringen der Strukturelemente auf den Grundkörper auch im Rahmen einer Massenfertigung von Separatorplatten realisieren.As a result of the fact that webs are provided by the structural elements applied to the base body of the separator plate, overall channel depths and channel widths can be achieved which are not subject to the deformation limitations during embossing. Thus, the design of particularly fine or narrow channels or particularly fine or narrow web structures with sufficient channel depth is possible. The present in pure embossing of metallic separator plates restrictions on fine or narrow channels with sufficient channel depth and in terms of narrow web structures are thus repealed. This in turn allows for higher performance of the fuel cell using the improved separator plate. In addition, the application of the structural elements to the base body can also be realized within the framework of mass production of separator plates.

Grundsätzlich kann das wenigstens eine Strukturelement auf einen ebenen Grundkörper der Separatorplatte aufgebracht werden. Jedoch sind ebene, beispielsweise metallische Separatorplatten aufgrund nicht vorhandener Einprägungen mechanisch vergleichsweise strukturschwach. Dies gilt insbesondere im Hinblick auf eine Belastung durch Biegung und/oder Druck. Zudem sind bei einem schichtweisen Aufbringen eines die Strukturelemente bereitstellenden Materials auf den Grundkörper Limitierungen im Hinblick auf die pro Prozessschritt zu erreichende Höhe gegeben. Des Weiteren wirken elektrische und mechanische Schichteigenschaften und Materialeigenschaften sowie Herstellungstoleranzen limitierend auf die hierbei zu erreichende Höhe der Strukturelemente.In principle, the at least one structural element can be applied to a flat main body of the separator plate. However, even, for example metallic separator plates are due to non-existing imprints mechanically comparatively structurally weak. This applies in particular with regard to a load due to bending and / or pressure. In addition, in the case of a layered application of a material that provides the structural elements to the basic body, there are limitations with regard to the height to be achieved per process step. Furthermore, electrical and mechanical layer properties and material properties as well as manufacturing tolerances have a limiting effect on the height of the structural elements to be achieved in this case.

Insbesondere, wenn zum Ausbilden der Strukturelemente ein Material mit hoher elektrischer Leitfähigkeit, etwa ein, bevorzugt eine hohe Korrosionsbeständigkeit aufweisendes, Metall und/oder ein Kohlenstoffmaterial beziehungsweise Kohlenstoff enthaltendes Material zum Einsatz kommt, lassen sich durch das Aufbringen des die Strukturelemente bildenden Materials auf ebene oder plane Grundkörper auf fertigungstechnisch besonders einfache Weise die Kanäle bereitstellen.In particular, if a material with high electrical conductivity, such as a, preferably a high corrosion resistance exhibiting, metal and / or a carbon material or carbon containing material is used to form the structural elements can be by the application of the structural elements forming material to plane or Planar body on production technology particularly simple way to provide the channels.

Als vorteilhaft hat es sich jedoch gezeigt, wenn der Grundkörper der Separatorplatte zumindest eine Ausbuchtung aufweist. Hierbei ist das wenigstens eine Strukturelement in dem Bereich der Ausbuchtung mit einer Außenseite des Grundkörpers verbunden. Unter Ausbuchtung ist hierbei eine nach außen gewölbte Struktur des Grundkörpers zu verstehen, an welcher der Grundkörper konvex ausgebildet ist. Das Strukturelement ist an der Außenseite dieser Aufwölbung angeordnet. In der Brennstoffzelle ist diese Außenseite insbesondere der Membran-Elektroden-Anordnung der Brennstoffzelle zugewandt.However, it has proven to be advantageous if the main body of the separator plate has at least one bulge. Here, the at least one structural element in the region of the bulge is connected to an outer side of the base body. Under bulge here is an outwardly curved structure of the body to understand, on which the body is convex. The structural element is arranged on the outside of this bulge. In the fuel cell, this outer side faces in particular the membrane electrode assembly of the fuel cell.

Es kann also beispielsweise eine geprägte und entsprechend durch das Prägen hergestellte Ausbuchtungen aufweisende, metallische Platte zum Einsatz kommen, auf welche im Bereich der Ausbuchtungen zusätzlich die Strukturelemente aufgebracht werden. Bevorzugt wird also ein Strukturierungsverfahren, bei welchem die Strukturelemente auf den Grundkörper der Separatorplatte aufgebracht werden, mit einem Prägeverfahren kombiniert. Auch das Prägeverfahren ist für die Massenfertigung von Separatorplatten geeignet. Es können so mechanisch besonders belastbare Separatorplatten mit feinen Kanälen und schmalen Stegstrukturen beziehungsweise schmalen Strukturelementen bei ausreichender Kanaltiefe bereitgestellt werden.Thus, for example, an embossed and correspondingly produced by the embossments protrusions, metallic plate can be used, on which in addition to the bulges in the structural elements are applied. Thus, a structuring method in which the structural elements are applied to the base body of the separator plate is preferably combined with an embossing method. The embossing process is also suitable for the mass production of separator plates. It is thus possible to provide separator plates with fine channels and narrow web structures or narrow structural elements, which can be subjected to particularly high mechanical loads, with sufficient channel depth.

Vorteilhaft ist hierbei, dass die durch das Prägen des Grundkörpers der Separatorplatte, also durch das Herstellen der zumindest einen Ausbuchtung zu erreichende Tiefe gegenüber einem nur durch Prägen hergestellten Kanal reduziert werden kann. Ein Teil der Kanaltiefe wird nämlich durch das zusätzlich aufgebrachte Strukturelement bereitgestellt. Dies ermöglicht es insbesondere, besonders schmale Ausbuchtungen, also Ausbuchtungen mit besonders kleinen Radien in der Separatorplatte etwa durch das Prägen auszubilden. Es ist also ein geringerer Umformgrad erreichbar, als beim Herstellen von Kanälen gleicher Tiefe ausschließlich durch Prägen.It is advantageous here that the depth to be achieved by embossing the basic body of the separator plate, that is to say by producing the at least one bulge, can be reduced compared with a channel produced only by embossing. Part of the channel depth is provided by the additionally applied structural element. This makes it possible, in particular, to form particularly narrow bulges, ie bulges with particularly small radii in the separator plate, for example by embossing. Thus, a lower degree of deformation is achievable than when producing channels of the same depth exclusively by embossing.

Des Weiteren können Grundkörper mit vergleichsweise geringer Dicke zum Einsatz kommen. Beispielsweise kann eine Dicke des Grundkörpers bei etwa 60 μm bis 70 μm, liegen, ein entsprechendes Stahlblech also etwa 60 μm bis 70 μm stark sein. Dadurch lässt sich eine Brennstoffzelle mit verringerter Höhe der jeweiligen Einzelzelle und somit mit verringertem Bauraumbedarf bereitstellen.Furthermore, base bodies with comparatively small thickness can be used. For example, a thickness of the main body at about 60 microns to 70 microns, lie, a corresponding steel sheet so be about 60 microns to 70 microns thick. This makes it possible to provide a fuel cell with a reduced height of the respective individual cell and thus with a reduced space requirement.

Insbesondere, wenn die Strukturelemente Kanäle für einen an der Brennstoffzellenreaktion beteiligten Reaktanden begrenzen, ist es vorteilhaft, wenn das wenigstens eine Strukturelement aus einem elektrisch leitfähigen Material gebildet ist. Denn dann sorgen die Strukturelemente für die elektrisch leitende Verbindung zu einer Elektrode der Membran-Elektroden-Anordnung, mit welcher die Strukturelemente in der Brennstoffzelle in Kontakt sind.In particular, if the structural elements delimit channels for a reactant involved in the fuel cell reaction, it is advantageous if the at least one structural element is formed from an electrically conductive material. Because then provide the structural elements for the electrically conductive connection to an electrode of the membrane-electrode assembly, with which the structural elements in the fuel cell in contact.

Als Materialien zum Ausbilden der Strukturelemente sind daher insbesondere Kohlenstoffschichten oder kohlenstoffbasierte Schichten einsetzbar. Derartige Materialien haben nämlich sowohl eine hohe elektrische Leitfähigkeit als auch Korrosionsbeständigkeit. Des Weiteren können metallische Materialien wie Nickel oder Titan die mit dem Grundkörper verbundenen Strukturelemente bilden. Darüber hinaus können Mischoxide, insbesondere Indiumzinnoxid, oder Kombinationen der vorgenannten Materialien zum Einsatz kommen. Des Weiteren können sogenannte MAX-Phasen die Strukturelemente bilden, wobei hier das M für ein Übergangsmetall einer niedrigen Gruppe, das A für Elemente der dritten oder höheren Periode, vorwiegend der dritten und vierten Hauptgruppe und das X für C und/oder N steht.As materials for forming the structural elements, in particular carbon layers or carbon-based layers can therefore be used. Namely, such materials have both high electrical conductivity and corrosion resistance. Furthermore, metallic materials such as nickel or titanium may form the structural elements associated with the body. In addition, mixed oxides, in particular indium tin oxide, or combinations of the aforementioned materials can be used. In addition, so-called MAX phases can form the structural elements, where M represents a transition metal of a low group, A represents elements of the third or higher period, predominantly the third and fourth main groups, and X represents C and / or N.

Im Hinblick auf die Leistungsfähigkeit der Brennstoffzelle, welche die wenigstens eine Separatorplatte aufweist, hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn der Grundkörper im Bereich der zumindest einen Ausbuchtung gekrümmt ausgebildet ist. Hierbei entspricht eine Krümmung der Außenseite des Grundkörpers einer Krümmung eines mit der Außenseite des Grundkörpers verbundenen Bereichs des Strukturelements. Die sich hierbei ergebende Gestalt des durch jeweils zwei Strukturelemente und den Grundkörper begrenzten Kanals sorgt nämlich für einen verbesserten Stofftransport im an das jeweilige Strukturelement angrenzenden Bereich des Kanals.With regard to the performance of the fuel cell, which has the at least one separator plate, it has proven to be advantageous if the base body is curved in the region of the at least one bulge. In this case, a curvature of the outside of the main body corresponds to a curvature of a region of the structural element connected to the outside of the main body. The resultant shape of the channel delimited by two structural elements and the basic body ensures improved mass transport in the region of the channel adjacent to the respective structural element.

Eine besonders einfache Herstellbarkeit ist demgegenüber gegeben, wenn der Grundkörper im Bereich der zumindest einen Ausbuchtung einen ebenen Teilbereich aufweist, in welchem ein ebener Teilbereich des Strukturelements mit der Außenseite des Grundkörpers verbunden ist. Denn auf den ebenen Teilbereich des Grundkörpers lässt sich ein Strukturelement mit ebener Anlagefläche und im Wesentlichen konstanter Dicke besonders gut aufbringen. In contrast, a particularly simple manufacturability is given if the base body has a flat partial region in the region of the at least one bulge in which a planar partial region of the structural element is connected to the outside of the basic body. Because on the flat portion of the body, a structural element with a flat contact surface and a substantially constant thickness can apply particularly well.

Als weiter vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn der Grundkörper in wenigstens einem an die zumindest eine Ausbuchtung angrenzenden Bereich eine Einbuchtung aufweist. Mittels einer derartigen Separatorplatte lässt sich nämlich besonders einfach auch ein Kühlmittelkanal begrenzen, welcher zwischen zwei miteinander verbundenen Separatorplatten ausgebildet ist, wobei eine der Separatorplatten einer Kathode der Membran-Elektroden-Anordnung und die andere der beiden Separatorplatten einer Anode einer benachbarten Membran-Elektroden-Anordnung zugewandt ist. Zudem lässt sich so gegenüber einer lediglich Ausbuchtungen aufweisenden, in Abschnitten zwischen den Ausbuchtungen jedoch ebenen Separatorplatte eine erhöhte Kanaltiefe erreichen.As a further advantage, it has been shown that the base body in at least one adjacent to the at least one bulge area has a recess. By means of such a separator plate, a coolant channel which is formed between two interconnected separator plates can be particularly simply defined, one of the separator plates of a cathode of the membrane-electrode arrangement and the other of the two separator plates of an anode of an adjacent membrane-electrode arrangement is facing. In addition, it is thus possible to achieve an increased channel depth in comparison with a merely bulge-having separator plate, which however is flat in sections between the bulges.

Die miteinander abwechselnden Ausbuchtungen und Einbuchtungen können insbesondere vom Betrag her im Wesentlichen gleiche Krümmungsradien aufweisen, sodass der Grundkörper insbesondere regelmäßig gewellt ausgebildet sein kann.The mutually alternating bulges and indentations may in particular have the same amount of substantially equal radii of curvature, so that the main body may be formed in particular regularly corrugated.

Bevorzugt ist das wenigstens eine Strukturelement in einem Druckverfahren auf den Grundkörper aufgebracht. Durch ein solches Druckverfahren lassen sich nämlich mit besonders hoher Präzision die Strukturelemente auf den Grundkörper aufbringen.Preferably, the at least one structural element is applied to the base body in a printing process. By such a printing process, namely, the structural elements can be applied to the base body with particularly high precision.

Anstelle eines Druckverfahrens, insbesondere Siebdruckverfahrens, können jedoch auch ähnliche Techniken wie etwa Spritzverfahren zum Einsatz kommen. Durch derartige Verfahren lässt sich besonders gut die gewünschte Höhe der Strukturelemente einstellen, etwa durch aufeinander folgendes Aufbringen mehrerer Druckschichten an derselben Stelle, wobei durch die Mehrzahl der Druckschichten das Strukturelement gebildet wird. Die Höhe eines solchen gedruckten Strukturelements lässt sich dementsprechend besonders gut auf die gewünschten Eigenschaften der Brennstoffzelle abstimmen, welche die Separatorplatte aufweist.However, instead of a printing process, in particular screen printing, similar techniques such as spraying can be used. By such methods, the desired height of the structural elements can be adjusted particularly well, for example by successively applying a plurality of printed layers at the same location, wherein the structural element is formed by the plurality of printed layers. The height of such a printed structural element can accordingly be adapted particularly well to the desired properties of the fuel cell, which has the separator plate.

Das wenigstens eine Strukturelement kann im Querschnitt im Wesentlichen rechteckig und/oder im Wesentlichen trapezförmig sein und/oder wenigstens eine gestufte Seite aufweisen und/oder gekrümmte Bereiche aufweisen. Durch derartige unterschiedliche Geometrien können im Hinblick auf die Durchströmbarkeit mit dem jeweiligen Medium besonders vorteilhaft ausgestaltete Kanäle seitlich begrenzt werden. Insbesondere bei einer im Wesentlichen trapezförmigen Ausgestaltung der Strukturelemente weist bevorzugt die schmale Seite einen größeren Abstand vom Grund des Kanals auf als die breite Seite. Dies ist einem besonders geringen Druckverlust im Kanal zuträglich, wenn das der Brennstoffzelle zuführbare Medium, insbesondere der Reaktand, im Betrieb der Brennstoffzelle den Kanal durchströmt.The at least one structural element may be substantially rectangular in cross-section and / or substantially trapezoidal and / or have at least one stepped side and / or have curved portions. By means of such different geometries, particularly advantageously configured channels can be delimited laterally with regard to the flowability with the respective medium. In particular, in the case of a substantially trapezoidal configuration of the structural elements, the narrow side preferably has a greater distance from the bottom of the channel than the broad side. This is conducive to a particularly low pressure drop in the channel when the fuel cell feedable medium, in particular the reactant, flows through the channel during operation of the fuel cell.

Das wenigstens eine Strukturelement kann an einer dem Grundkörper zugewandten Seite und/oder an einer dem Grundkörper abgewandten Seite wenigstens eine Beschichtung aufweisen. Eine solche Beschichtung kann insbesondere einen Kontaktwiderstand oder Übergangswiderstand dort verringern, wo das jeweilige Strukturelement an der Membran-Elektroden-Anordnung anliegt. Des Weiteren kann eine solche Beschichtung die Anhaftung des Strukturelements an dem Grundkörper verbessern. Zudem kann durch eine solche Beschichtung ein Schutz für das Strukturelement bereitgestellt sein. Als derartige zusätzliche Kontaktschicht oder Haftschicht kann insbesondere eine Mischoxidschicht zum Einsatz kommen oder eine kohlenstoffbasierte Schicht, beispielsweise eine amorphe Kohlenstoffschicht (DLC, diamond-like Carbon) oder graphitähnlicher Kohlenstoff (GLC, graphite-like Carbon). Beschichtungen auf dem Strukturelement können des Weiteren kohlenstoffbasiert und/oder stickstoffbasiert sein.The at least one structural element may have at least one coating on a side facing the base body and / or on a side facing away from the base body. In particular, such a coating can reduce a contact resistance or contact resistance where the respective structural element rests against the membrane-electrode arrangement. Furthermore, such a coating can improve the adhesion of the structural element to the base body. In addition, a protection for the structural element can be provided by such a coating. In particular, a mixed oxide layer or a carbon-based layer, for example an amorphous carbon layer (DLC, diamond-like carbon) or graphite-like carbon (GLC, graphite-like carbon) can be used as such additional contact layer or adhesion layer. Coatings on the structural element may further be carbon-based and / or nitrogen-based.

Als weiter vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn das wenigstens eine Strukturelement eine Höhe von mehr als 1 μm, bevorzugt von mehr als 10 μm aufweist. Insbesondere kann das Strukturelement eine Höhe von bis zu etwa 400 μm aufweisen. Durch das Vorsehen derartiger Strukturelemente, welche den jeweiligen Kanal seitlich begrenzen, lassen sich besonders gut feine, also schmale und zugleich tiefe Kanäle in der Separatorplatte ausbilden.As further advantageous, it has been shown that the at least one structural element has a height of more than 1 micron, preferably of more than 10 microns. In particular, the structural element may have a height of up to about 400 μm. By providing such structural elements which delimit the respective channel laterally, it is particularly easy to form fine, ie narrow and at the same time deep, channels in the separator plate.

Bevorzugt weist der wenigstens eine Kanal eine Tiefe von etwa 100 μm bis etwa 500 μm auf. Insbesondere bei einer Kanaltiefe von beispielsweise 200 μm bis 300 μm lässt sich in vorteilhafter Weise eine Gesamthöhe einer einzelnen Brennstoffzelle von etwa 1 mm bei zugleich vergleichsweise geringem Massentransportwiderstand im Kanal erreichen. Eine solche Brennstoffzelle geringer Höhe führt zu einer besonders guten Ausnutzung des für einen Brennstoffzellenstapels mit einer Vielzahl von einzelnen Brennstoffzellen zur Verfügung stehenden Bauraums. Dies ist insbesondere bei einem Einsatz des Brennstoffzellenstapels in einem Fahrzeug von Vorteil.Preferably, the at least one channel has a depth of about 100 microns to about 500 microns. In particular, at a channel depth of, for example, 200 microns to 300 microns can be achieved in an advantageous manner, an overall height of a single fuel cell of about 1 mm at the same time relatively low mass transport resistance in the channel. Such a fuel cell of low height leads to a particularly good utilization of the space available for a fuel cell stack with a plurality of individual fuel cells available space. This is particularly advantageous when using the fuel cell stack in a vehicle.

Im Hinblick auf die Leistungsfähigkeit der Brennstoffzelle, welche die wenigstens eine Separatorplatte aufweist, hat es sich als weiter vorteilhaft gezeigt, wenn eine Summe einer Breite des Kanals und einer Breite des Strukturelements weniger als 1 mm beträgt. Besonders vorteilhaft ist es diesbezüglich, wenn die Breite des wenigstens einen Kanals etwa 0,5 mm und die Breite des wenigstens einen Strukturelements etwa 0,25 mm beträgt. In view of the performance of the fuel cell having the at least one separator plate, it has been found to be further advantageous if a sum of a width of the channel and a width of the structural element is less than 1 mm. In this regard, it is particularly advantageous if the width of the at least one channel is approximately 0.5 mm and the width of the at least one structural element is approximately 0.25 mm.

Die erfindungsgemäße Brennstoffzelle umfasst wenigstens eine erfindungsgemäße Separatorplatte. Hierbei kann der wenigstens eine Kanal als Kanal für einen Reaktanden ausgebildet sein. Des Weiteren kann der wenigstens eine Kanal als Kanal für ein Kühlmittel ausgebildet sein. Mit anderen Worten können also die Strukturelemente sowohl Kanäle für Reaktanden, also etwa für ein Oxidationsmittel wie Luft und/oder für ein Reduktionsmittel beziehungsweise einen Brennstoff wie Wasserstoff, und/oder Kanäle für ein Kühlmittel seitlich begrenzen.The fuel cell according to the invention comprises at least one separator plate according to the invention. In this case, the at least one channel can be formed as a channel for a reactant. Furthermore, the at least one channel can be formed as a channel for a coolant. In other words, therefore, the structural elements can laterally limit both channels for reactants, that is to say for an oxidizing agent such as air and / or for a reducing agent or a fuel such as hydrogen, and / or channels for a coolant.

Insbesondere, wenn die Kanäle in einer kathodischen, also einer Kathode einer Membran-Elektroden-Anordnung zugewandten Separatorplatte ausgebildet sind, ist dies im Hinblick auf die Verbesserung der Diffusionseigenschaften des Sauerstoffs in den entsprechenden, schmalen und zugleich tiefen Kanälen vorteilhaft. Denn im Bereich der kathodischen Separatorplatte fällt im Betrieb der Brennstoffzelle besonders viel Produktwasser an, welches den Massentransport von Sauerstoff zu der Kathode der Membran-Elektroden-Anordnung erschwert. Zudem weist Sauerstoff ungünstigere Diffusionseigenschaften auf als der an einer anodischen Separatorplatte im Betrieb der Brennstoffzelle vorliegende Wasserstoff.In particular, if the channels are formed in a cathodic separator plate, that is to say a cathode of a membrane-electrode assembly, this is advantageous with regard to the improvement of the diffusion properties of the oxygen in the corresponding, narrow and at the same time deep channels. Because in the area of the cathodic separator plate falls during operation of the fuel cell particularly much product water, which impedes the mass transport of oxygen to the cathode of the membrane electrode assembly. In addition, oxygen has less favorable diffusion properties than the hydrogen present on an anodic separator plate during operation of the fuel cell.

Die erfindungsgemäße Brennstoffzelle kann insbesondere in einem Brennstoffzellenstapel eines Brennstoffzellensystems zum Einsatz kommen, welches zum Bereitstellen von elektrischer Energie für ein Fahrzeug, insbesondere für einen Kraftwagen, ausgebildet ist. Ein solches Brennstoffzellensystem kann eine Vielzahl weiterer, insbesondere für Brennstoffzellensysteme von Fahrzeugen üblicher Komponenten umfassen, welche daher vorliegend nicht im Detail erläutert zu werden brauchen.The fuel cell according to the invention can in particular be used in a fuel cell stack of a fuel cell system, which is designed to provide electrical energy for a vehicle, in particular for a motor vehicle. Such a fuel cell system may include a plurality of other, in particular for fuel cell systems of vehicles conventional components, which therefore need not be explained in detail here.

Das erfindungsgemäße Fahrzeug umfasst ein Brennstoffzellensystem, wobei ein Brennstoffzellenstapel des Brennstoffzellensystems eine Mehrzahl der erfindungsgemäßen Brennstoffzellen aufweist.The vehicle according to the invention comprises a fuel cell system, wherein a fuel cell stack of the fuel cell system comprises a plurality of fuel cells according to the invention.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Fertigen einer Separatorplatte für eine Brennstoffzelle wird durch einen Grundkörper der Separatorplatte wenigstens ein Kanal für ein der Brennstoffzelle zuführbares Medium begrenzt. Auf den Grundkörper der Separatorplatte wird wenigstens ein Strukturelement aufgebracht, welches mit dem Grundkörper verbunden wird. Durch eine Seite des wenigstens einen Strukturelements wird der wenigstens eine Kanal zu einer Seite hin begrenzt.In the method according to the invention for manufacturing a separator plate for a fuel cell, at least one channel for a medium that can be fed to the fuel cell is delimited by a base body of the separator plate. At least one structural element, which is connected to the main body, is applied to the main body of the separator plate. The at least one channel is bounded to one side by one side of the at least one structural element.

Die für die erfindungsgemäße Separatorplatte beschriebenen Vorteile und bevorzugten Ausführungsformen gelten auch für die erfindungsgemäße Brennstoffzelle, das erfindungsgemäße Fahrzeug und das erfindungsgemäße Verfahren.The advantages and preferred embodiments described for the separator plate according to the invention also apply to the fuel cell according to the invention, the vehicle according to the invention and the method according to the invention.

Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungen als von der Erfindung umfasst und offenbart anzusehen, die in den Figuren nicht explizit gezeigt oder erläutert sind, jedoch durch separierte Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind. Es sind somit auch Ausführungen und Merkmalskombinationen als offenbart anzusehen, die nicht alle Merkmale eines ursprünglich formulierten unabhängigen Anspruchs aufweisen.The features and feature combinations mentioned above in the description as well as the features and feature combinations mentioned below in the description of the figures and / or in the figures alone can be used not only in the respectively specified combination but also in other combinations or in isolation, without the scope of To leave invention. Thus, embodiments are also included and disclosed by the invention, which are not explicitly shown or explained in the figures, however, emerge and can be produced by separated combinations of features from the embodiments explained. Thus, embodiments and combinations of features are also to be regarded as disclosed which do not have all the features of an originally formulated independent claim.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the claims, the following description of preferred embodiments and from the drawings. Showing:

1 stark schematisiert eine geprägte metallische Separatorplatte gemäß dem Stand der Technik; 1 highly schematic of an embossed metallic separator plate according to the prior art;

2 schematisch eine als Hybridplatte ausgebildete Separatorplatte, bei welcher im Bereich von Ausbuchtungen einer geprägten, metallischen Separatorplatte Strukturelemente in Form von Stegen auf die Ausbuchtungen der Separatorplatte aufgebracht sind, um eine Tiefe von durch die Stege begrenzten Kanälen zu erhöhen; 2 schematically a separator plate formed as a hybrid plate, wherein in the region of protrusions of an embossed metallic separator plate structural elements in the form of webs are applied to the bulges of the separator plate to increase a depth of limited by the webs channels;

3 stark schematisiert eine Brennstoffzelle, bei welcher eine Hybridplatte gemäß 2 als kathodische Separatorplatte zum Einsatz kommt; 3 highly schematic of a fuel cell, in which a hybrid plate according to 2 is used as a cathodic separator plate;

4 eine Variante der Brennstoffzelle gemäß 3; 4 a variant of the fuel cell according to 3 ;

5 einen Ausschnitt einer Hybridplatte mit aufgedrucktem Steg, bei welcher der Steg auf ein flaches Blech aufgebracht ist; 5 a section of a hybrid plate with printed web, wherein the web is applied to a flat plate;

6 einen Ausschnitt einer Hybridplatte mit aufgedrucktem Steg, bei welcher der Steg auf eine gekrümmte Außenseite einer Ausbuchtung eines gewellten metallischen Grundkörpers der Hybridplatte aufgebracht ist; 6 a section of a hybrid plate with imprinted web, wherein the web on a curved outside of a bulge of a corrugated metallic body of the hybrid plate is applied;

7 einen Ausschnitt einer Hybridplatte mit aufgedrucktem Steg, bei welcher der Steg auf einen ebenen oder planen Teilbereich eines Ausbuchtungen aufweisenden metallischen Grundkörpers der Hybridplatte aufgebracht ist; und 7 a section of a hybrid plate with printed web, in which the web is applied to a flat or planar portion of a protrusions having metallic base body of the hybrid plate; and

8 den Ausschnitt gemäß 7, wobei der Steg Kontaktschichten beziehungsweise Haftschichten aufweist. 8th the clipping according to 7 wherein the web has contact layers or adhesive layers.

1 zeigt schematisch eine als metallische, geprägte Platte ausgebildete Separatorplatte 10 gemäß dem Stand der Technik, wie sie in Brennstoffzellen zum Einsatz kommt. Hierbei ist in der Separatorplatte 10 durch Prägen eine Mehrzahl von Kanälen 12 ausgebildet, welche durch jeweilige, ebenfalls durch das Prägen gebildete Stege 14 seitlich begrenzt sind. Auf das metallische Material der Separatorplatte 10 kann eine Beschichtung 16 aufgebracht sein, um die elektrische Leitfähigkeit der Separatorplatte 10 zu verbessern. 1 schematically shows a trained as a metallic embossed plate separator plate 10 according to the prior art, as used in fuel cells. This is in the separator plate 10 by embossing a plurality of channels 12 formed, which by respective, also formed by embossing webs 14 are limited laterally. On the metallic material of the separator plate 10 can be a coating 16 be applied to the electrical conductivity of the separator plate 10 to improve.

In 1 ist eine Breite B des Kanals 12, eine Breite C des jeweiligen Stegs 14 und eine gesamte Tiefe A des Kanals 12 durch entsprechende Pfeile veranschaulicht. Bei einer derartigen Separatorplatte 10, bei welcher die Kanäle 12 ausschließlich durch die durch das Prägen ausgebildeten Strukturen gebildet werden, lassen sich nicht vergleichsweise schmale Kanäle 12, also Kanäle 12 einer geringen Breite B, und zugleich besonders tiefe Kanäle 12 realisieren. Denn dem Umformen des Materials der Separatorplatte 10 sind fertigungstechnische Grenzen gesetzt. Dies führt dazu, dass ein Kanal 12 einer gewünschten Tiefe A zwangsläufig eine entsprechend große Breite B des jeweiligen Kanals 12 und eine entsprechend große Breite C der Stege 14 erforderlich macht.In 1 is a width B of the channel 12 , a width C of the respective web 14 and an entire depth A of the channel 12 illustrated by corresponding arrows. In such a separator plate 10 in which the channels 12 are formed exclusively by the structures formed by the embossing, can not be comparatively narrow channels 12 So channels 12 a small width B, and at the same time particularly deep channels 12 realize. For the forming of the material of the separator plate 10 are production-related limits set. This leads to a channel 12 a desired depth A inevitably a correspondingly large width B of the respective channel 12 and a correspondingly large width C of the webs 14 required.

Mittels einer in 2 gezeigten Separatorplatte 18, welche als Hybridplatte ausgebildet ist, lassen sich diese Limitierungen oder Einschränkungen aufheben. Bei der Separatorplatte 18 weist nämlich ein Grundkörper 20 der Separatorplatte 18 Ausbuchtungen 22 auf, welche durch Prägen oder eine derartige Umformtechnik ausgebildet sind. Ein zwischen zwei jeweiligen Ausbuchtungen 22 ausgebildeter Kanal 24 wird jedoch nicht nur durch den Grundkörper 20 begrenzt, sondern auch durch Seiten 26 jeweiliger Strukturelemente in Form von Stegen 28, welche im Bereich der Ausbuchtungen 22 auf eine Außenseite 30 des Grundkörpers 20 aufgebracht sind.By means of an in 2 shown Separatorplatte 18 , which is designed as a hybrid plate, these limitations or restrictions can be removed. At the separator plate 18 namely, has a basic body 20 the separator plate 18 bulges 22 on, which are formed by embossing or such a forming technique. One between two respective bulges 22 trained channel 24 But not only by the body 20 limited, but also by pages 26 respective structural elements in the form of webs 28 , which are in the area of the bulges 22 on an outside 30 of the basic body 20 are applied.

Durch das auf die Ausbuchtungen 22 aufgebrachte Material, welches die Stege 28 bildet, ist die Breite B des Kanals 24 verringert. Hierbei kann der Kanal 24 die gleiche gesamte Tiefe A aufweisen wie bei der Separatorplatte 10 gemäß 1. Jedoch ist ein erster Teil D der gesamten Tiefe A Ergebnis des Prägens des Grundkörpers 20, also des Ausbildens der Ausbuchtungen 22 in dem Grundkörper 20. Ein zweiter Teil E der gesamten Kanaltiefe A resultiert demgegenüber aus der Höhe des jeweiligen Stegs 28.By the on the bulges 22 applied material, which the webs 28 is the width B of the channel 24 reduced. Here, the channel 24 have the same total depth A as in the separator plate 10 according to 1 , However, a first part D of the total depth A is the result of embossing the main body 20 So, the formation of the bulges 22 in the main body 20 , In contrast, a second part E of the total channel depth A results from the height of the respective web 28 ,

Der Steg 28 kann im Bereich der jeweiligen Ausbuchtung 22 insbesondere durch ein Druckverfahren, beispielsweise durch Siebdrucken, auf die jeweilige Ausbuchtung 22 aufgebracht und hierbei mit dem Grundkörper 20 verbunden werden. Die dem zweiten Teil E entsprechende Höhe der Stege 28 liegt bevorzugt bei mehr als 10 μm. Die als Hybridplatte ausgebildete Separatorplatte 18 umfasst also den Grundkörper 20 und die mit dem Grundkörper 20 verbundenen Stege 28. Durch eine derartige Separatorplatte 18 lassen sich zugleich besonders schmale und besonders tiefe Kanäle 24 bereitstellen, also Kanäle, welche eine vergleichsweise geringe Breite B und dennoch zugleich eine vergleichsweise große gesamte Tiefe A aufweisen. Durch die im Vergleich zur Separatorplatte 10 gemäß 1 minimierte Kanalbreite bei vergleichbarer Kanaltiefe lässt sich eine Leistungserhöhung einer mit einer solchen Separatorplatte 10 ausgestatteten Brennstoffzelle 34 (vergleiche 3) erreichen.The jetty 28 may be in the area of the respective bulge 22 in particular by a printing process, for example by screen printing, on the respective bulge 22 applied and in this case with the main body 20 get connected. The height of the webs corresponding to the second part E. 28 is preferably more than 10 microns. The separator plate formed as a hybrid plate 18 So includes the main body 20 and those with the main body 20 connected webs 28 , By such a separator plate 18 At the same time, it is possible to create particularly narrow and particularly deep channels 24 provide, ie channels which have a comparatively small width B and yet at the same time a comparatively large total depth A. By compared to the separator plate 10 according to 1 Minimized channel width at comparable channel depth can be an increase in performance with such a separator plate 10 equipped fuel cell 34 (see 3 ) to reach.

Auf eine dem Grundkörper 20 abgewandte Seite der Stege 28 kann eine Beschichtung 32 aufgebracht sein. Diese vergleichsweise dünne, insbesondere weniger als 1 μm dicke Beschichtung 32 ist optional, kann jedoch der Verbesserung des elektrischen Kontakts zwischen den Stegen 28 und der Elektrode einer Membran-Elektroden-Anordnung 36 der Brennstoffzelle 34 dienen (vergleiche 3).On one of the main body 20 opposite side of the webs 28 can be a coating 32 be upset. This comparatively thin, in particular less than 1 micron thick coating 32 is optional, but can improve the electrical contact between the bars 28 and the electrode of a membrane-electrode assembly 36 the fuel cell 34 serve (compare 3 ).

In 3 ist schematisch die Brennstoffzelle 34 gezeigt, bei welcher beispielsweise die Separatorplatte 18 als kathodische Separatorplatte 18 ausgebildet ist, also als Separatorplatte 18, welche an eine Kathode der Membran-Elektroden-Anordnung 36 angrenzt. Die Brennstoffzelle 34 weist eine weitere Separatorplatte 38 auf, welche vorliegend als anodische Separatorplatte 38 ausgebildet ist. Hierbei ist die anodische Separatorplatte 38 in an sich bekannter Weise der Anode einer weiteren Membran-Elektroden-Anordnung 36 zugewandt. Die beiden miteinander verbundenen Separatorplatten 18, 38 bilden hierbei eine Bipolarplatte 40 der Brennstoffzelle 34.In 3 is schematically the fuel cell 34 in which, for example, the separator plate 18 as a cathodic separator plate 18 is formed, so as a separator plate 18 which is connected to a cathode of the membrane-electrode assembly 36 borders. The fuel cell 34 has another separator plate 38 which is present as anodic separator plate 38 is trained. Here is the anodic separator plate 38 in a conventional manner, the anode of a further membrane-electrode assembly 36 facing. The two interconnected separator plates 18 . 38 in this case form a bipolar plate 40 the fuel cell 34 ,

Bei der in 3 gezeigten Brennstoffzelle 34 sind also durch die Kanäle 24 Strömungswege für ein Oxidationsmittel wie etwa Luft oder Sauerstoff bereitgestellt. Demgegenüber sind durch weitere Kanäle 42, welche durch Ausbuchtungen der anodischen Separatorplatte 38 gebildet sind, Strömungswege für das an der Brennstoffzellenreaktion beteiligte Reduktionsmittel, beispielsweise für Wasserstoff bereitgestellt. Durch die miteinander verbundenen Separatorplatten 18, 38 sind des Weiteren Kanäle 44 für ein Kühlmittel ausgebildet.At the in 3 shown fuel cell 34 So are through the channels 24 Flow paths for an oxidant such as air or oxygen are provided. In contrast, are by other channels 42 formed by bulges of the anodic separator plate 38 are formed, flow paths for the reducing agent involved in the fuel cell reaction, for example for hydrogen provided. Through the interconnected separator plates 18 . 38 are also channels 44 designed for a coolant.

Bei der in 3 gezeigten Brennstoffzelle 34 sind somit die Stege 28 auf ein vorgeformtes Metallblech in Form des die Ausbuchtungen 22 aufweisenden Grundkörpers 20 aufgebracht, insbesondere aufgedruckt. In analoger Weise kann auch auf entsprechende Ausbuchtungen der anodischen Separatorplatte 38 durch Aufdrucken von Strukturelementen wie den Stegen 28 eine Tiefe der Kanäle 42 für das Reduktionsmittel vergrößert werden. Des Weiteren können sowohl die Kanäle 24 für das Oxidationsmittel als auch die Kanäle 42 für das Reduktionsmittel durch das Aufbringen der Stege 28 im Bereich jeweiliger Ausbuchtungen der jeweiligen Separatorplatte 18, 38 in ihrer Tiefe vergrößert werden. Die ausreichende Kanaltiefe der Kanäle 24, 42 ist nämlich im Hinblick auf einen möglichst geringen Druckverlust beim Durchströmen der Kanäle 24, 42 vorteilhaft, und auch für das Bereitstellen von Toleranzen.At the in 3 shown fuel cell 34 are thus the bars 28 on a preformed metal sheet in the form of the bulges 22 having basic body 20 applied, in particular printed. In an analogous manner can also on corresponding bulges of the anodic separator plate 38 by imprinting structural elements such as the webs 28 a depth of the channels 42 be increased for the reducing agent. Furthermore, both the channels 24 for the oxidant as well as the channels 42 for the reducing agent by the application of the webs 28 in the region of respective bulges of the respective separator plate 18 . 38 be enlarged in their depth. The adequate channel depth of the channels 24 . 42 namely with regard to the lowest possible pressure loss when flowing through the channels 24 . 42 advantageous, and also for providing tolerances.

Des Weiteren kann durch das Aufdrucken oder Beschichten der Ausbuchtungen 22 und somit das Bereitstellen der Stege 28 die Breite C der Stege 28 unabhängig von der Tiefe des jeweiligen Kanals 24, 42 eingestellt werden. Des Weiteren ist es auf diese Weise ermöglicht, eine Stärke eines den Grundkörper 20 bildenden Blechs, insbesondere Stahlblechs, der jeweiligen Separatorplatte 18, 38 besonders gering zu halten. insbesondere braucht jedoch der jeweilige Grundkörper 20 in lediglich geringem Umfang umgeformt zu werden, um die Kanäle 24 auszubilden. Denn die Höhe der auf die Ausbuchtungen 22 aufgebrachten Stege 28 trägt zum Vergrößern der gesamten Tiefe A der Kanäle 24 bei.Furthermore, by printing or coating the bulges 22 and thus providing the webs 28 the width C of the webs 28 regardless of the depth of the respective channel 24 . 42 be set. Furthermore, it allows in this way, a strength of the body 20 forming sheet, in particular steel sheet, the respective separator plate 18 . 38 particularly low. in particular, however, the respective basic body needs 20 to be transformed only slightly to the channels 24 train. Because the height of the bulges 22 applied webs 28 contributes to increasing the overall depth A of the channels 24 at.

Auch die Kanäle 44 für das Kühlmittel können durch Aufbringen entsprechender Strukturelemente wie der Stege 28 auf einander zugewandte Ausbuchtungen der die Bipolarplatte 40 bildenden Separatorplatten 18, 38 besonders tief ausgebildet werden, ohne dass hierfür in die jeweilige Separatorplatte 18, 38 entsprechend tiefe Kanäle eingeprägt zu werden brauchen. Es kann auch eine Kombination von Prägestrukturen und durch Drucken aufgebrachten Strukturelementen für das Ausbilden der Kanäle 44 für das Kühlmittel vorgesehen sein.Also the channels 44 for the coolant can by applying appropriate structural elements such as the webs 28 on mutually facing bulges of the bipolar plate 40 forming separator plates 18 . 38 be formed particularly deep without this in the respective Separatorplatte 18 . 38 correspondingly deep channels need to be imprinted. It may also be a combination of embossed structures and printed structural elements for forming the channels 44 be provided for the coolant.

Die Brennstoffzelle 34 gemäß 4 entspricht im Wesentlichen der in 3 gezeigten Brennstoffzelle 34. Jedoch weist hierbei der Grundkörper 20 der Separatorplatte 18 keine Ausbuchtungen 22 oder Einbuchtungen auf. Vielmehr ist der Grundkörper 20 als ebenes, flaches Blech ausgebildet. Entsprechend sind hier Stege 28 einer größeren Höhe vorgesehen, um im Querschnitt beispielsweise rechteckige Kanäle 24 auszubilden, deren Tiefe A jedoch der Tiefe A der Kanäle 24 gemäß 3 entsprechen kann.The fuel cell 34 according to 4 is essentially the same as in 3 shown fuel cell 34 , However, in this case, the body has 20 the separator plate 18 no bulges 22 or indentations on. Rather, the body is 20 designed as a flat, flat sheet. Accordingly, here are webs 28 a greater height provided, for example, rectangular channels in cross section 24 whose depth A but the depth A of the channels 24 according to 3 can correspond.

5 zeigt einen Ausschnitt der bei der Brennstoffzelle 34 gemäß 4 einen Teil der Bipolarplatte 40 bildenden Separatorplatte 18. Entsprechend wird hier der im Querschnitt im Wesentlichen rechteckige Kanal 24 durch Aufdrucken des die Stege 28 bildenden Materials auf ein ebenes, flaches Blech gebildet, durch welches der Grundkörper 20 der Separatorplatte 18 bereitgestellt ist. 5 shows a section of the fuel cell 34 according to 4 a part of the bipolar plate 40 forming separator plate 18 , Accordingly, here is the rectangular in cross-section substantially rectangular channel 24 by imprinting the webs 28 forming material formed on a flat, flat sheet, through which the body 20 the separator plate 18 is provided.

Bei der in 6 gezeigten Variante der Separatorplatte 18, welche gemäß 3 ausgebildet ist, ist demgegenüber der Steg 28 auf den Grundkörper 20 im Bereich der jeweiligen Ausbuchtung 22 aufgedruckt, wobei der Grundkörper 20 als gewelltes Blech ausgebildet ist, welches keine ebenen Abschnitte aufweist und somit quasi nur aus Radien besteht. Demgemäß entspricht hierbei eine Krümmung der Außenseite 30 des Grundkörpers 20 einer Krümmung eines mit der Außenseite 30 des Grundkörpers 20 verbundenen Bereichs 46 des Stegs 28. Des Weiteren grenzt hierbei an die jeweilige Ausbuchtung 22 eine Einbuchtung 48 des Grundkörpers 20 an. Entsprechend ist hier der jeweilige Kanal 24 nicht im Wesentlichen rechteckig ausgebildet, selbst wenn durch die Seite 26 des Stegs 28 eine gerade oder ebene Begrenzung des Kanals 24 ausgebildet sein kann. Vielmehr verringert sich hierbei die Tiefe A des Kanals 24 zu der Seite 26 des jeweiligen Stegs 28 hin.At the in 6 shown variant of the separator plate 18 which according to 3 is formed, in contrast, the bridge 28 on the main body 20 in the area of the respective bulge 22 imprinted, with the main body 20 is formed as a corrugated metal sheet, which has no flat sections and thus consists virtually only of radii. Accordingly, this corresponds to a curvature of the outside 30 of the basic body 20 a curvature of one with the outside 30 of the basic body 20 connected area 46 of the footbridge 28 , Furthermore, this borders on the respective bulge 22 a dent 48 of the basic body 20 at. Accordingly, here is the respective channel 24 not formed substantially rectangular, even if by the side 26 of the footbridge 28 a straight or level boundary of the canal 24 can be trained. Rather, this reduces the depth A of the channel 24 to the page 26 of the respective bridge 28 out.

Bei der in 7 gezeigten Variante der Separatorplatte 18 weist der Grundkörper 20 im Bereich der Ausbuchtung 22 einen ebenen Teilbereich 50 auf. In diesem ebenen Teilbereich 50 ist ein ebenfalls ebener Teilbereich 52 des Stegs 28 mit der Außenseite 30 des Grundkörpers 20 verbunden. Hier wird also der jeweilige Kanal 24 gebildet, indem auf den planen oder ebenen Teilbereich 50 des vorgeformten, also die Ausbuchtungen 22 aufweisenden Blechs das Material aufgebracht wird, welches das Strukturelement in Form des Stegs 28 bildet.At the in 7 shown variant of the separator plate 18 indicates the basic body 20 in the area of the bulge 22 a flat subarea 50 on. In this level section 50 is also a flat subarea 52 of the footbridge 28 with the outside 30 of the basic body 20 connected. So here is the respective channel 24 formed by adding to the plan or even partial area 50 the preformed, so the bulges 22 having sheet metal, the material is applied, which the structural element in the form of the web 28 forms.

8 zeigt exemplarisch eine der Ausgestaltung der Separatorplatte 18 gemäß 7 im Wesentlichen entsprechende Variante der Separatorplatte 18. Jedoch weist bei dieser Variante der Steg 28 an seiner dem Grundkörper 20 abgewandten Seite die Beschichtung 32 auf. Diese Beschichtung 32 kann der Verringerung des Kontaktwiderstands oder Übergangswiderstands in den Bereichen dienen, in welchen die Separatorplatte 18 an der Membran-Elektroden-Anordnung 36 anliegt. Des Weiteren ist auf einer dem Grundkörper 20 zugewandten Seite des Stegs 28 eine weitere Beschichtung 54 vorgesehen. Auch diese Schicht kann dem Verbessern des Übergangswiderstands oder Kontaktwiderstands zwischen dem insbesondere durch Drucken gebildeten Material des Stegs 28 und dem Material des Grundkörpers 20 dienen. Des Weiteren kann diese Beschichtung 54 als Haftschicht ausgebildet sein, also als Schicht, welche die Anhaftung des Stegs 28 an der Außenseite 30 des Grundkörpers 20 verbessert. In analoger Weise kann auch die Beschichtung 32 dazu ausgebildet sein, das Anhaften der Separatorplatte 18 an der Membran-Elektroden-Anordnung 36 zu verbessern. 8th shows an example of one embodiment of the separator plate 18 according to 7 essentially corresponding variant of the separator plate 18 , However, in this variant has the bridge 28 at his the base body 20 side facing away from the coating 32 on. This coating 32 may serve to reduce the contact resistance or contact resistance in the areas in which the separator plate 18 at the membrane electrode assembly 36 is applied. Furthermore, on one of the main body 20 facing side of the bridge 28 another coating 54 intended. This layer can also improve the contact resistance or contact resistance between the material of the web, in particular formed by printing 28 and the material of the main body 20 serve. Furthermore, this coating can 54 be formed as an adhesive layer, ie as a layer which the adhesion of the web 28 on the outside 30 of the basic body 20 improved. In an analogous manner, the coating 32 be adapted to the adhesion of the separator plate 18 at the membrane electrode assembly 36 to improve.

Die Druckschichten, welche die Stege 28 oder Strukturelemente bilden, können insbesondere im Mehrfachdruck auf den Grundkörper 20 aufgebracht sein. Des Weiteren sind Ausführungen dieser Druckschichten in verschiedenen Geometrien möglich, etwa in Form von rechteckförmigen, trapezförmigen, gestuften, oder Rundungen aufweisenden Stegen 28.The printed layers containing the webs 28 or form structural elements, especially in multiple printing on the body 20 be upset. Furthermore, embodiments of these printing layers in various geometries are possible, for example in the form of rectangular, trapezoidal, stepped, or rounded webs 28 ,

Die Dicke oder Höhe der Stege 28, durch welche der zweite Teil E der gesamten Tiefe A des jeweiligen Kanals 24 bereitgestellt ist (vergleiche 2), kann im Bereich von etwa 10 μm bis etwa 400 μm liegen. Dies ist abhängig von den technischen Ausführungen und den Eigenschaften des Materials der Stege 28 sowie des Grundkörpers 20.The thickness or height of the webs 28 through which the second part E of the total depth A of the respective channel 24 is provided (see 2 ), may range from about 10 microns to about 400 microns. This depends on the technical designs and the properties of the material of the webs 28 as well as the basic body 20 ,

Bevorzugt beträgt ein Rastermaß, also die Summe der Breite B eines Kanals 24 und der Breite C eines Stegs 28 weniger als 1 mm. Beispielsweise kann die Breite B des Kanals 24 bei etwa 0,5 mm liegen und die Breite C des Stegs 28 bei etwa 0,25 mm. Dies entspricht einem Rastermaß oder Raster von etwa 0,75 mm. Die gesamte Tiefe A oder Höhe des jeweiligen Kanals 24 beziehungsweise des Kanals 42 und/oder des Kanals 44 kann beispielsweise im Bereich von etwa 0,1 mm bis etwa 0,5 mm liegen. Hierbei können die jeweils durch das Prägen einerseits und durch das Aufbringen der Druckschicht beziehungsweise des die Stege 28 bildenden Materials andererseits bewirkten Anteile an der gesamten Tiefe A des jeweiligen Kanals 24, 42, 44 beliebig sein.Preferably, a grid, ie the sum of the width B of a channel 24 and the width C of a bridge 28 less than 1 mm. For example, the width B of the channel 24 at about 0.5 mm and the width C of the web 28 at about 0.25 mm. This corresponds to a grid or grid of about 0.75 mm. The total depth A or height of the respective channel 24 or the channel 42 and / or the channel 44 For example, it may range from about 0.1 mm to about 0.5 mm. In each case, this can be done by embossing on the one hand and by applying the pressure layer or the webs 28 on the other hand, caused portions of the entire depth A of the respective channel 24 . 42 . 44 be arbitrary.

Durch den Einsatz der vorliegend beschriebenen Separatorplatte 18 in Brennstoffzellen 34 eines Brennstoffzellenstapels lässt sich insbesondere ein Hochleistungsstapel beziehungsweise Hochleistungs-Stack bereitstellen. Ein solcher Brennstoffzellenstapel kann insbesondere in einem Brennstoffzellensystem eines Fahrzeugs wie etwa eines Kraftwagens zum Einsatz kommen.Through the use of the separator plate described herein 18 in fuel cells 34 In particular, a fuel cell stack can be provided with a high-performance stack or high-performance stack. Such a fuel cell stack can be used in particular in a fuel cell system of a vehicle such as a motor vehicle.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010: Separatorplatteseparator
1212: Kanalchannel
1414: Stegweb
1616: Beschichtungcoating
1818: Separatorplatteseparator
2020: Grundkörperbody
2222: Ausbuchtungbulge
2424: Kanalchannel
2626: Seitepage
2828: Stegweb
3030: Außenseiteoutside
3232: Beschichtungcoating
3434: Brennstoffzellefuel cell
3636: Membran-Elektroden-AnordnungMembrane electrode assembly
3838: Separatorplatteseparator
4040: Bipolarplattebipolar
4242: Kanalchannel
4444: Kanalchannel
4646: BereichArea
4848: Einbuchtungindentation
5050: Teilbereichsubregion
5252: Teilbereichsubregion
5454: Beschichtungcoating
AA: Tiefedepth
BB: Breitewidth
CC: Breitewidth
DD: erster Teilfirst part
Ee: zweiter Teilsecond part

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102007039467 A1 [0006]
DE 102010015504 A1 [0007]

Claims

Separator plate for a fuel cell ( 34 ), whereby by a basic body ( 20 ) of the separator plate ( 18 ) at least one channel ( 24 ) for one of the fuel cells ( 34 ) is limited medium, characterized in that on the base body ( 20 ) of the separator plate ( 18 ) at least one with the main body ( 20 ) connected structural element ( 28 ) is applied, by one side ( 26 ) of the at least one structural element ( 28 ) the at least one channel ( 24 ) is limited to one side.

Separator plate according to claim 1, characterized in that the basic body ( 20 ) of the separator plate ( 18 ) at least one bulge ( 22 ), wherein the at least one, in particular formed of an electrically conductive material, structural element ( 28 ) in the area of the bulge ( 22 ) with an outside ( 30 ) of the basic body ( 20 ) connected is.

Separator plate according to claim 2, characterized in that the basic body ( 20 ) in the region of the at least one bulge ( 22 ) - is curved, with a curvature of the outside ( 30 ) of the basic body ( 20 ) a curvature of one with the outside ( 30 ) of the basic body ( 20 ) connected area ( 46 ) of the structural element ( 28 ) and / or - a flat subregion ( 50 ), in which a planar subregion ( 52 ) of the structural element ( 28 ) with the outside ( 30 ) of the basic body ( 20 ) connected is.

Separator plate according to claim 2 or 3, characterized in that the basic body ( 20 ) in at least one of the at least one bulge ( 22 ) adjacent area a recess ( 48 ) having.

Separator plate according to one of claims 1 to 4, characterized in that the at least one, - in particular in cross-section rectangular and / or trapezoidal and / or at least one stepped side having and / or curved portions having and / or - at one of the base body ( 20 ) facing side and / or on one of the base body ( 20 ) facing away from at least one coating ( 32 . 54 ), structural element ( 28 ) in a printing process on the base body ( 20 ) is applied.

Separator plate according to one of claims 1 to 5, characterized in that the at least one structural element ( 28 ) has a height (E) of more than 1 .mu.m, preferably of more than 10 .mu.m, in particular a height (E) of up to about 400 .mu.m, and / or a depth (A) of the at least one channel ( 24 ) is about 100 μm to about 500 μm.

Separator plate according to one of claims 1 to 6, characterized in that a sum of a width (B) of the channel ( 24 ) and a width (C) of the structural element ( 28 ) is less than 1 mm, in particular the width (B) of the at least one channel ( 24 ) about 0.5 mm and the width (C) of the at least one structural element ( 28 ) is about 0.25 mm.

Fuel cell, in particular for a fuel cell stack of a fuel cell system for a vehicle, having at least one separator plate ( 18 ) according to one of claims 1 to 7, wherein the at least one channel is used as channel ( 24 . 42 ) for a reactant and / or as a channel ( 44 ) is designed for a coolant.

A vehicle having a fuel cell system, wherein a fuel cell stack of the fuel cell system includes a plurality of fuel cells ( 34 ) according to claim 8.

Method for manufacturing a separator plate ( 18 ) for a fuel cell ( 34 ), in which by a basic body ( 20 ) of the separator plate ( 18 ) at least one channel ( 24 ) for one of the fuel cells ( 34 ) medium is limited, characterized in that on the base body ( 20 ) of the separator plate ( 18 ) at least one structural element ( 28 ) is applied, which with the main body ( 20 ), whereby one side ( 26 ) of the at least one structural element ( 28 ) the at least one channel ( 24 ) is limited to one side.