DE19515457C1 - High temp. fuel cell - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Brennstoffzelle. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Brennstoffzelle mit einer einen Elektrolyten enthaltenden Elektrolytmatrix, einer auf einer Seite der Elektrolytmatrix angeordneten Anode und einer auf der entgegengesetzten Seite der Elektrolytmatrix angeordneten Kathode, sowie mit den Gasraum der Anode und der Kathode im Randbereich der Brennstoffzelle abdichtenden Dichtungsleisten und einem sich zwischen die Dichtungsleisten erstreckenden Dichtungselement der Elektrolytmatrix zur Abdichtung von deren Randbereich.The invention relates to a fuel cell. In particular, the invention relates to a Fuel cell with an electrolyte matrix containing an electrolyte, one on one Side of the electrolyte matrix arranged anode and one on the opposite side the electrolyte matrix arranged cathode, as well as with the gas space of the anode and Sealing strips and a cathode in the edge region of the fuel cell sealing element of the electrolyte matrix extending between the sealing strips for sealing their edge area.
Bei einer Brennstoffzelle, insbesondere bei einer Schmelzkarbonatbrennstoffzelle ist eine Elektrolytmatrix zwischen einer Anode und einer Kathode eingebettet. Die Elektrolytmatrix besteht aus einem in einem Matrixmaterial eingebetteten Schmelzelektrolyten, der üblicherweise aus einer Alkalikarbonatschmelze mit den Komponenten Li2CO3 und K2CO3 oder/und Na2CO3 besteht. Die Anode besteht üblicherweise aus einem porösen Nickelmaterial, die Kathode aus mit Lithium dotiertem Nickeloxid. Eine größere Anzahl von durch ein solches Kathoden-Elektrolytmatrix- Anoden-Element gebildeten Brennstoffzellen sind unter gegenseitiger Trennung durch eine sogenannte Bipolarplatte übereinander zu einem Brennstoffzellenstapel zusammengefaßt. Die Bipolarplatten dienen einerseits zur gastechnischen Trennung der von dem Brenngas bzw. dem Kathodengas durchströmten Gasräume von Anode und Kathode unter gleichzeitiger Bildung von entsprechenden Strömungsquerschnitten an der Oberfläche von Kathode und Anode, und andererseits zur elektrischen Kontaktierung von Anode und Kathode mit Hilfe von in der Bipolarplatte enthaltenen Stromkollektoren. Durch die Bipolarplatten sind die Brennstoffzellen in dem Brennstoffzellenstapel elektrisch seriell zusammengeschaltet.In the case of a fuel cell, in particular in a molten carbonate fuel cell, there is one Electrolyte matrix embedded between an anode and a cathode. The Electrolyte matrix consists of an embedded in a matrix material Melt electrolyte, which usually consists of an alkali carbonate melt with the Components Li2CO3 and K2CO3 or / and Na2CO3 exists. The anode is usually made made of a porous nickel material, the cathode made of lithium doped Nickel oxide. A larger number of such cathode electrolyte matrix Fuel cell formed anode element are mutually separated by one so-called bipolar plate combined to form a fuel cell stack. The bipolar plates are used on the one hand for gas separation of the fuel gas or the gas spaces through which the anode and cathode flow simultaneous formation of corresponding flow cross sections on the surface of Cathode and anode, and on the other hand for electrical contacting of the anode and Cathode with the help of current collectors contained in the bipolar plate. Through the Bipolar plates are the fuel cells in the fuel cell stack, electrically serial interconnected.
Die im Bereich von Anode und Kathode der Brennstoffzellen gebildeten Gasräume müssen sowohl gegeneinander innerhalb einer Brennstoffzelle, d. h. Anodenraum gegen Kathodenraum, wie auch nach außen hin gasdicht abgeschlossen sein. Die dafür verwendeten Dichtungsmaterialien müssen nicht nur gegenüber den verwendeten Gasen, nämlich dem Brenngas und dem Kathodengas, also einer oxidierenden und einer reduzierenden Atmosphäre beständig sein, sondern auch gegenüber dem Schmelzelektrolyten. Die derzeit bei Schmelzkarbonatbrennstoffzellen am meisten verwendete Art der Abdichtung ist die sogenannte "nasse Dichtung", bei der der ohnehin in der Zelle vorhandene Elektrolyt in einer porösen, meist elastischen Trägerstruktur als Dichtungsmaterial verwendet wird. Vorzugsweise wird dabei die in der Zelle zwischen den Elektroden angeordnete, das Trägermaterial für den Elektrolyten bildende Elektrolytmatrix seitlich über die Elektroden hinaus verlängert und im Randbereich der Zelle als Dichtungslage weitergeführt.The gas spaces formed in the area of the anode and cathode of the fuel cells must both against each other within a fuel cell, d. H. Anode space against Cathode compartment, as well as gas-tight to the outside. The one for that The sealing materials used do not only have to protect against the gases used, namely the fuel gas and the cathode gas, i.e. one oxidizing and one reducing atmosphere, but also against that Melting electrolytes. Most currently in molten carbonate fuel cells The type of seal used is the so-called "wet seal", in which the existing cell electrolyte in a porous, usually elastic support structure as Sealing material is used. Preferably, that in the cell between the Electrodes arranged, the carrier material for the electrolyte forming electrolyte matrix extended laterally beyond the electrodes and in the edge area of the cell as Seal layer continued.
Der Vorteil dieser bekannten Lösung ist ihre fertigungstechnische Einfachheit. Dem stehen aber eine Anzahl von Nachteilen gegenüber, nämlich Elektrolytverluste durch "Kriechen" des Elektrolyten über den Zellrand nach außen; unvollständige elektrische Isolierung der beiden Halbzellen gegeneinander durch die Restleitfähigkeit der Dichtung; Korrosion der Materialteile durch den chemisch aggressiven Schmelzelektrolyten und elektrochemische Korrosionsvorgänge; sowie mechanische Schwachstellen beim Übergang zwischen dem von den Elektroden umfaßten Bereich der Elektrolytmatrix im Zellinnenraum und dem Randbereich der Zelle.The advantage of this known solution is its manufacturing simplicity. Stand by but a number of disadvantages, namely electrolyte losses due to "creep" the electrolyte over the cell edge to the outside; incomplete electrical insulation of the two half cells against each other due to the residual conductivity of the seal; Corrosion of the Material parts due to the chemically aggressive melt electrolyte and electrochemical Corrosion processes; as well as mechanical weaknesses in the transition between that of area of the electrolyte matrix in the cell interior and the electrodes Border area of the cell.
In der DE 37 19 525 A1 wird ein Dichtungsmaterial hoher Temperatur- und Korrosionsbeständigkeit aus einem säurefesten fluorierten Elastomer aufgezeigt. Das Dichtungsmaterial wird beim Zusammenbau der Brennstoffzelle in dieser angeordnet und dehnt sich beim Aufheizen der Zelle aus, wodurch Unregelmäßigkeiten im Dichtkantenverlauf ausgeglichen werden.DE 37 19 525 A1 describes a sealing material of high temperature and Corrosion resistance from an acid-resistant fluorinated elastomer demonstrated. The Sealing material is arranged in the fuel cell during assembly and expands when the cell heats up, causing irregularities in the Sealing edge course can be compensated.
Bei der Schmelzkarbonat-Brennstoffzelle nach der DE-OS 29 08 600 bildet die Elektrolytmatrix eine nasse Dichtung. Dazu wirkt ein gegenüber den Elektroden vorstehender Rand der Elektrolytmatrix mit Dichtbereichen an Gehäusen zusammen, die die Gasräume für Anode und Kathode bilden. Um eine Korrosion der Kontaktstellen zu verhindern, wird die Oberfläche der metallischen Dichtbereiche mit Aluminium versehen.In the molten carbonate fuel cell according to DE-OS 29 08 600 forms the Electrolyte matrix a wet seal. This acts against the electrodes protruding edge of the electrolyte matrix together with sealing areas on housings that the Form gas spaces for the anode and cathode. To prevent corrosion of the contact points prevent, the surface of the metallic sealing areas is provided with aluminum.
Bei der Brennstoffzelle nach der EP 0 560 731 A1 ist die Art der Abdichtung ebenfalls eine sogenannte nasse Dichtung, wobei die Elektrolytmatrix über die Elektroden übersteht und eine Dichtungslage bildet. Um die Elektrodenränder gegen Oxidation zu schützen, werden die Elektroden bei der Herstellung der Zelle mit hohem Druck gegen die Elektrolytmatrix gepreßt, so daß sie darin einsinken und das Elektrolytmaterial sich um die Seitenränder der Elektroden legt.In the fuel cell according to EP 0 560 731 A1, the type of seal is also one So-called wet seal, the electrolyte matrix protrudes beyond the electrodes and forms a sealing layer. To protect the electrode edges against oxidation the electrodes in the manufacture of the cell with high pressure against the electrolyte matrix pressed so that they sink into it and the electrolyte material wraps around the side edges of the Electrodes.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es eine Brennstoffzelle zu schaffen, bei der die Randabdichtung ähnlich einfach aufgebaut ist wie bei der herkömmlichen nassen Dichtung, die jedoch eine größere mechanische und chemische Stabilität aufweist.The object of the present invention is to provide a fuel cell in which the Edge seal is just as simple as the conventional wet seal, which, however, has greater mechanical and chemical stability.
Diese Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung bei einer Brennstoffzelle der vorausgesetzten Art dadurch gelöst, daß das Dichtungselement der Elektrolytmatrix durch ein mit dem in der Elektrolytmatrix enthaltenen Elektrolyten chemisch verwandtes schmelzbares Material gebildet ist, das bei der Arbeitstemperatur der Zelle im wesentlichen fest ist.This object is achieved according to the present invention in a fuel cell assumed type solved in that the sealing element of the electrolyte matrix by one chemically related to the electrolyte contained in the electrolyte matrix fusible material is formed, which at the working temperature of the cell in is essentially firm.
Ein wesentlicher Vorteil dieser erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, daß Elektrolytverluste durch ein "Kriechen" des Elektrolyten durch den Zellrand nach außen verhindert wird, wobei eine mechanisch feste und gasdichte Abdichtung sichergestellt ist. Dadurch daß für die Abdichtung ein mit dem Elektrolyten chemisch verwandtes Material gewählt wird, können Wechselwirkungen zwischen dem (festen) Dichtungsmaterial und dem (schmelzflüssigen) Elektrolyten hinreichend gering gehalten werden.A major advantage of this solution according to the invention is that Electrolyte losses due to the electrolyte "creeping" outwards through the cell edge is prevented, whereby a mechanically firm and gas-tight seal is ensured. Characterized in that a material chemically related to the electrolyte for the sealing interactions between the (solid) sealing material and the (molten) electrolyte are kept sufficiently low.
Vorzugsweise besteht das Dichtungsmaterial im wesentlichen aus einer der Komponenten des aus einer Mischung bestehenden Elektrolyten, insbesondere aus K2CO3 oder Li2CO3 bei einem durch diese Komponenten gebildeten Schmelzelektrolyten. Hierdurch wird vorteilhafterweise die Herstellung der Zelle wesentlich vereinfacht.The sealing material preferably consists essentially of one of the components of the electrolyte consisting of a mixture, in particular of K2CO3 or Li2CO3 in the case of a melt electrolyte formed by these components. This will advantageously the manufacture of the cell is considerably simplified.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung besteht das Dichtungsmaterial im wesentlichen aus einer Mischung der Komponenten des Elektrolyten, wobei diese Mischung einen höheren Schmelzpunkt als die Elektrolytmischung im wirksamen Bereich der Elektrolytmatrix zwischen Anode und Kathode hat. Bei der Mischung kann es sich vorzugsweise wiederum um eine Mischung von K2CO3 und Li2CO3 in einem anderen Mischungsverhältnis als im wirksamen Bereich der Elektrolytmatrix handeln. Auch hierdurch wird die Herstellung der Zelle wiederum wesentlich vereinfacht.According to a development of the invention, the sealing material essentially consists from a mixture of the components of the electrolyte, this mixture being one higher melting point than the electrolyte mixture in the effective range of Has electrolyte matrix between anode and cathode. Mixing can be preferably again a mixture of K2CO3 and Li2CO3 in another Mix ratio act as in the effective area of the electrolyte matrix. Also this in turn considerably simplifies the manufacture of the cell.
Alternativ kann das Dichtungsmaterial ein Glas oder eine glasartige Substanz sein, die wenigstens eine der Komponenten des Elektrolyten als Mischungsbestandteil enthält. Hierdurch ist die Herstellung einer chemisch besonders stabilen Abdichtung möglich, die gleichzeitig jedoch mit dem Elektrolyten chemisch nahe verwandt ist.Alternatively, the sealing material can be a glass or a vitreous substance contains at least one of the components of the electrolyte as a component of the mixture. This makes it possible to produce a chemically particularly stable seal that at the same time, however, it is chemically closely related to the electrolyte.
Vorteilhafterweise kann es vorgesehen sein, daß das Dichtungsmaterial bei der Arbeitstemperatur der Brennstoffzelle zähplastisch ist. Hierdurch wird eine besonders gute Abdichtung erreicht.It can advantageously be provided that the sealing material in the Working temperature of the fuel cell is tough plastic. This makes a particularly good one Sealing reached.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist es vorgesehen, daß das Matrixmaterial der Elektrolytmatrix selbst im Randbereich der Brennstoffzelle mit dem Dichtungsmaterial gasdicht getränkt ist. Die Dichtung ist somit einstückig mit der Elektrolytmatrix ausgebildet, was für die Vereinfachung der Herstellung von besonderem Vorteil ist.According to an embodiment of the invention, it is provided that Matrix material of the electrolyte matrix itself in the edge area of the fuel cell with the Sealing material is impregnated gastight. The seal is thus in one piece with the Electrolyte matrix formed, which is special for the simplification of manufacture Advantage is.
Alternativ kann die Dichtung durch eine von der Elektrolytmatrix getrennte Dichtungsleiste gebildet sein, die aus einem mit dem Dichtungsmaterial getränkten Matrixmaterial besteht. Der Vorteil hiervon ist, daß Dichtungsleiste und Elektrolytmatrix voneinander getrennt und damit unabhängig hergestellt werden können.Alternatively, the seal can be separated from the electrolyte matrix Sealing strip can be formed, which is impregnated with the sealing material There is matrix material. The advantage of this is that the sealing strip and electrolyte matrix can be separated from each other and thus manufactured independently.
Eine weitere konstruktive Vereinfachung des Zellaufbaus ergibt sich, wenn die Anode und/oder Kathode zusammen mit der Elektrolytmatrix 1 bis in den Randbereich der Brennstoffzelle geführt sind und im Randbereich der Brennstoffzelle mit dem Dichtungsmaterial gasdicht getränkt sind. Dadurch ist es vorteilhafterweise möglich, die Elektroden und die Elektrolytmatrix als Paket bis in den Randbereich der Brennstoffzelle zu führen und damit direkt abzudichten. Insbesondere entfällt eine mechanische Unstetigkeitsstelle, die eine Schwachstelle beim Übergang zwischen dem von den Elektroden umfaßten Bereich der Elektrolytmatrix und deren Randbereich ergibt.A further design simplification of the cell structure is obtained if the anode and / or cathode together with the electrolyte matrix 1 are guided into the edge area of the fuel cell and are impregnated with the sealing material in a gas-tight manner in the edge area of the fuel cell. As a result, it is advantageously possible to lead the electrodes and the electrolyte matrix as a package to the edge region of the fuel cell and thus seal them directly. In particular, there is no mechanical discontinuity which results in a weak point in the transition between the area of the electrolyte matrix encompassed by the electrodes and its edge area.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird das Dichtungsmaterial bei höherer Temperatur schmelzflüssig in den Randbereich der Zelle eingebracht und ist bei der Arbeitstemperatur der Brennstoffzelle fest oder zähflüssig.According to one aspect of the invention, the sealing material is at a higher temperature molten in the edge of the cell and is at working temperature the fuel cell solid or viscous.
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:Exemplary embodiments of the invention are described below with reference to the drawing explained. Show it:
Fig. 1 im Querschnitt eine Teilansicht des Randes der Brennstoffzelle mit einer Abdichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung; Figure 1 in cross section a partial view of the edge of the fuel cell with a seal according to a first embodiment of the invention.
Fig. 2 und 3 im Querschnitt eine Ansicht eines Teils des Randes der Brennstoffzelle mit einer Abdichtung gemäß einem zweiten und einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung; Figs. 2 and 3 in cross section a view of a part of the edge of the fuel cell with a gasket according to a second and a third embodiment of the invention;
Fig. 4 im Querschnitt eine Ansicht eines Teils des Randes einer Brennstoffzelle mit einer Abdichtung gemäß dem Stand der Technik. Fig. 4 in cross section a view of part of the edge of a fuel cell with a seal according to the prior art.
Fig. 4 zeigt im Querschnitt den Rand einer Brennstoffzelle mit einer Abdichtung der Gasräume von Anode und Kathode gemäß dem Stand der Technik. Fig. 4 shows in cross section the edge of a fuel cell having a sealing of the gas spaces of anode and cathode according to the prior art.
Eine Elektrolytmatrix 1, die durch ein mit einem Schmelzelektrolyten getränktes Matrixmaterial gebildet ist, ist zwischen einer Anode 4 und einer Kathode 5 angeordnet, durch welche jeweils ein anodenseitiger Gasraum bzw. ein kathodenseitiger Gasraum gebildet ist. Die Gasräume der Anode 4 und der Kathode 5 sind im Randbereich der Brennstoffzelle jeweils nach außen durch Dichtungsleisten 2, 3 abgedichtet. Diese Dichtungsleisten können von Anode und Kathode getrennt vorgesehen oder Bestandteil der betreffenden Elektrode sein. Bei der in Fig. 4 gezeigten Art der Abdichtung nach dem Stand der Technik wird der in der Zelle vorhandene Schmelzelektrolyt in der Elektrolytmatrix als sogenannte "nasse Dichtung" verwendet, indem die Elektrolytmatrix über die Elektroden hinaus seitlich verlängert und in dem Randbereich der Zelle als Dichtungslage weitergeführt wird.An electrolyte matrix 1 , which is formed by a matrix material impregnated with a molten electrolyte, is arranged between an anode 4 and a cathode 5 , through which an anode-side gas space or a cathode-side gas space is formed. The gas spaces of the anode 4 and the cathode 5 are each sealed to the outside by sealing strips 2 , 3 in the edge region of the fuel cell. These sealing strips can be provided separately from the anode and cathode or can be part of the relevant electrode. In the type of sealing according to the prior art shown in FIG. 4, the melt electrolyte present in the cell is used in the electrolyte matrix as a so-called "wet seal", in that the electrolyte matrix extends laterally beyond the electrodes and in the edge region of the cell as a sealing layer is continued.
Fig. 1 zeigt im Querschnitt eine Ansicht des Zellrandes einer Brennstoffzelle mit einer Abdichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Auch hier ist eine Elektrolytmatrix 1 zwischen einer Anode 4 und einer Kathode 5 eingebettet, wobei durch Anode und Kathode wiederum jeweilige anodenseitige und kathodenseitige Gasräume gebildet werden. Die Gasräume von Anode 4 und Kathode 5 sind wiederum durch Dichtungsleisten 2 und 3 im Randbereich der Zelle nach außen abgedichtet. Ähnlich wie bei der in Fig. 4 gezeigten bekannten Art der Abdichtung ist die Elektrolytmatrix wiederum über Anode 4 und Kathode 5 seitlich nach außen verlängert, jedoch ist die Elektrolytmatrix 1 in diesem ein Dichtungselement 1A bildenden Randbereich mit einem Material getränkt, das von dem Material des Schmelzelektrolyten innerhalb des wirksamen Bereichs der Elektrolytmatrix zwischen Anode 4 und Kathode 5 verschieden, jedoch mit diesen chemisch verwandt ist. Dieses Dichtungsmaterial ist ein schmelzbares Material, das bei erhöhter Temperatur schmelzflüssig ist, um die Elektrolytmatrix 1 damit tränken zu können, bei der Arbeitstemperatur der Brennstoffzelle aber ist es im wesentlichen fest, worunter ein fester oder zähflüssiger bzw. zähplastischer Zustand verstanden werden soll, im Gegensatz zu dem schmelzflüssigen Zustand des Schmelzelektrolytmaterials im wirksamen Bereich der Elektrolytmatrix. Fig. 1 shows a view in cross section of the cell edge of a fuel cell having a seal according to a first embodiment of the invention. Here, too, an electrolyte matrix 1 is embedded between an anode 4 and a cathode 5 , with respective anode-side and cathode-side gas spaces being formed by the anode and cathode. The gas spaces of the anode 4 and cathode 5 are in turn sealed off from the outside by sealing strips 2 and 3 in the edge region of the cell. Similar to the shown in Fig. Known type of seal 4, the electrolyte matrix is again extended beyond the anode 4 and cathode 5 side to the outside, however, the electrolyte matrix 1 in this a sealing member 1 A forming edge portion is impregnated with a material different from the material of the melt electrolyte is different within the effective range of the electrolyte matrix between anode 4 and cathode 5 , but is chemically related to them. This sealing material is a meltable material that is molten at elevated temperature in order to be able to soak the electrolyte matrix 1 , but at the working temperature of the fuel cell it is essentially solid, in contrast to what a solid or viscous or viscous state is to be understood, in contrast on the molten state of the melt electrolyte material in the effective area of the electrolyte matrix.
Wenn zum Beispiel der Schmelzelektrolyt in der Elektrolytmatrix eine eutektische Mischung aus K2CO3 und Li2CO3 ist, wird als Dichtungsmaterial im Randbereich z. B. reines K2CO3 oder reines Li2CO3 verwendet oder eine Mischung aus beiden Komponenten, die jedoch im Gegensatz zu der Mischung im wirksamen Bereich der Elektrolytmatrix einen höheren Schmelzpunkt hat, so daß sie bei der Arbeitstemperatur der Brennstoffzelle im wesentlichen fest ist. For example, if the melt electrolyte in the electrolyte matrix is eutectic Mixture of K2CO3 and Li2CO3 is used as sealing material in the edge area z. B. pure K2CO3 or pure Li2CO3 used or a mixture of both Components, however, in contrast to the mixture in the effective range of Electrolyte matrix has a higher melting point, so that it at the working temperature Fuel cell is essentially solid.
Fig. 2 zeigt im Querschnitt eine Ansicht des Randes der Brennstoffzelle mit einer Abdichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Hierbei ist wiederum eine Elektrolytmatrix 1 zwischen einer Anode 4 und einer Kathode 5 unter Bildung jeweiliger Gasräume angeordnet, wobei die Gasräume von Anode und Kathode nach außen durch Dichtungsleisten 2 und 3 abgedichtet sind. Ahnlich wie bei der herkömmlichen Art der Abdichtung gemäß Fig. 4 erstreckt sich die Elektrolytmatrix 1 mit dem von dem Schmelzelektrolyten getränkten Matrixmaterial zu einem Teil auch zwischen die beiden Dichtungsleisten 2 und 3. Die eigentliche Randabdichtung ist jedoch durch ein von der Elektrolytmatrix 1 getrenntes Dichtungselement 1B gebildet, das aus einem Matrixmaterial besteht, welches von einem mit dem in der Elektrolytmatrix 1 enthaltenen Elektrolyten chemisch verwandten schmelzbaren Material getränkt ist, das bei der Arbeitstemperatur der Zelle im wesentlichen fest ist, ähnlich dem Dichtungselement 1A bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel. Wie auch im Falle des ersten Ausführungsbeispiels kann das Dichtungsmaterial des Dichtungselements 1B entweder im wesentlichen aus einer der Komponenten des Schmelzelektrolyten bestehen, oder aus einer Mischung der Komponenten des Elektrolyten, jedoch mit einem solchen Mischungsverhältnis, daß der Schmelzpunkt höher ist als der der Elektrolytmischung im wirksamen Bereich der Elektrolytmatrix 1 zwischen Anode 4 und Kathode 5 und der über der Arbeitstemperatur der Brennstoffzelle liegt, oder das Dichtungsmaterial kann durch ein Glas oder eine glasartige Substanz gebildet sein, die wenigstens eine der Komponenten des Elektrolyten als Mischungsbestandteil enthält. Fig. 2 shows in cross section a view of the edge of the fuel cell with a seal according to a second embodiment of the invention. Here again, an electrolyte matrix 1 5 is arranged to form respective gas spaces between an anode 4 and a cathode, wherein the gas spaces of the anode and cathode to the outside are sealed by sealing strips 2 and 3. FIG. Similar to the conventional type of seal according to FIG. 4, the electrolyte matrix 1 with the matrix material soaked in the melt electrolyte also extends in part between the two sealing strips 2 and 3 . The actual edge seal, however, is formed by a member separate from the electrolyte matrix 1 sealing element 1 B, which consists of a matrix material which is impregnated by a chemically related with the water contained in the electrolyte matrix 1 electrolyte fusible material which is solid at the working temperature of the cell is substantially is, similar to the sealing element 1 A in the embodiment shown in Fig. 1. As in the case of the first embodiment, the sealing material of the sealing element 1 B can either consist essentially of one of the components of the melt electrolyte, or of a mixture of the components of the electrolyte, but with such a mixing ratio that the melting point is higher than that of the electrolyte mixture in the effective area of the electrolyte matrix 1 between the anode 4 and cathode 5 and which is above the working temperature of the fuel cell, or the sealing material can be formed by a glass or a glass-like substance which contains at least one of the components of the electrolyte as a mixture component.
Gemäß einem weiteren, in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung können die Anode 4 und die Kathode 5 zusammen mit der Elektrolytmatrix i als Paket bis in den Randbereich der Brennstoffzelle geführt und unter Ausbildung von Dichtungselementen oder Dichtungsleisten 4A und 5A direkt abgedichtet sein. Zur Abdichtung der Gasräume von Anode 4 und Kathode 5 sind die Poren derselben im Randbereich der Brennstoffzelle mit dem Dichtungsmaterial getränkt und dadurch gasdicht gemacht, so daß die Dichtungselemente bzw. Dichtungsleisten 4A und 5A zu einem einstückigen Bestandteil von Anode 4 bzw. Kathode 5 werden. Hierdurch entfällt die mechanische Unstetigkeitsstelle, wie sie im herkömmlichen Falle durch die Verlängerung der Elektrolytmatrix über die Elektroden hinaus entsteht.According to a further exemplary embodiment of the invention shown in FIG. 3, the anode 4 and the cathode 5 can be guided together with the electrolyte matrix i as a package into the edge region of the fuel cell and can be sealed directly with the formation of sealing elements or sealing strips 4 A and 5 A. To seal the gas spaces of anode 4 and cathode 5 , the pores in the edge area of the fuel cell are impregnated with the sealing material and thereby made gas-tight, so that the sealing elements or sealing strips 4 A and 5 A form an integral part of anode 4 and cathode 5 become. This eliminates the mechanical point of discontinuity that occurs in the conventional case by extending the electrolyte matrix beyond the electrodes.
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