FR2844922A1

FR2844922A1 - Fuel cell with different distribution of fuel to the cathode and to the anode, uses porous layer to distribute fuel to anode and network of grooves on inner face of cathode to distribute fuel over cathode

Info

Publication number: FR2844922A1
Application number: FR0211717A
Authority: FR
Inventors: Luc Rouveyre; Fabien Heurtaux
Original assignee: Renault SAS
Current assignee: Renault SAS
Priority date: 2002-09-23
Filing date: 2002-09-23
Publication date: 2004-03-26

Abstract

The fuel cell (10) has two end plates (12,22) enclosing anode (16) and cathode (20), with a polymer membrane (18) between. The anode is supplied with fuel through a hole (28) in the end plate (12), with the fuel passing through a porous layer (14). The cathode has fuel supply and drainage passages, and has on its inner face a network of grooves (C1,C2,C3) to distribute fuel over the cathode.

Description

"Pile à combustible comportant deux moyens de distribution du comburant à"Fuel cell comprising two means of distributing the oxidant to

la cathode et du carburant à l'anode" the cathode and fuel at the anode "

L'invention concerne une pile à combustible. The invention relates to a fuel cell.

L'invention concerne plus particulièrement une pile à s combustible du type comportant deux plaques bipolaires verticales et transversales d'extrémités dont les faces externes constituent les bornes de la pile et qui enserrent une anode et une cathode qui enserrent entre elles une membrane verticale transversale de polymère formant électrolyte, du type qui io comporte un orifice d'alimentation anodique par lequel l'anode est alimentée en carburant, notamment en hydrogène, par l'intermédiaire d'une couche de matière poreuse et conductrice de l'électricité qui est intercalée entre l'anode et la plaque bipolaire associée, et qui comporte un orifice d'alimentation cathodique par is lequel la cathode est alimentée en comburant, notamment en air, The invention relates more particularly to a fuel cell of the type comprising two vertical and transverse bipolar end plates whose external faces constitute the terminals of the cell and which enclose an anode and a cathode which enclose between them a transverse vertical membrane of electrolyte-forming polymer, of the type which has an anode feed orifice through which the anode is supplied with fuel, in particular hydrogen, by means of a layer of porous and electrically conductive material which is interposed between the anode and the associated bipolar plate, and which comprises a cathode supply orifice through which the cathode is supplied with oxidant, in particular with air,

et un orifice d'évacuation cathodique du surplus de comburant. and a cathodic discharge orifice for the excess oxidant.

Les piles à combustibles sont notamment utilisées pour Fuel cells are used in particular for

fournir de l'énergie électrique nécessaire à la propulsion de véhicules automobiles. La pile à combustible est alors embarquée 20 à bord du véhicule. provide electrical energy necessary for the propulsion of motor vehicles. The fuel cell is then loaded on board the vehicle.

Une pile à combustible comporte en général successivement -une première plaque bipolaire formant borne négative de la pile -une anode -un électrolyte -une cathode; et -une seconde plaque bipolaire formant borne positive de A fuel cell generally comprises successively - a first bipolar plate forming the negative terminal of the cell - an anode - an electrolyte - a cathode; and a second bipolar plate forming a positive terminal of

la pile.the battery.

Ce type de pile permet la conversion directe en énergie électrique de l'énergie produite par les réactions d'oxydoréduction suivantes - une réaction d'oxydation d'un combustible, ou carburant, qui alimente l'anode en continu;et - une réaction de réduction d'un comburant qui alimente la This type of battery allows the direct conversion into electrical energy of the energy produced by the following redox reactions - an oxidation reaction of a fuel, or fuel, which feeds the anode continuously; and - a reaction of reduction of an oxidizer which feeds the

cathode en continu.cathode continuously.

Les piles à combustible utilisées pour fournir de l'énergie Fuel cells used to provide energy

électrique à bord de véhicules automobiles sont généralement du 5 type à électrolyte solide, notamment à électrolyte en polymère. Electric on board motor vehicles are generally of the type with solid electrolyte, in particular with polymer electrolyte.

Une telle pile utilise notamment de l'hydrogène (H2) et de l'oxygène (02) en guise de carburant et de comburant respectivement. Contrairement aux moteurs thermiques qui rejettent avec io les gaz d'échappement une quantité non négligeable de Such a cell uses in particular hydrogen (H2) and oxygen (02) as fuel and oxidizer respectively. Unlike heat engines which reject with io exhaust gases a significant amount of

substances polluantes, la pile à combustible offre notamment l'avantage de rejeter principalement de l'eau qui est produite par la réaction de réduction à la cathode. De plus, une pile du type décrit précédemment peut utiliser de l'air ambiant dont l'oxygène 15 (02) est réduit. polluting substances, the fuel cell offers in particular the advantage of mainly rejecting water which is produced by the reduction reaction at the cathode. In addition, a battery of the type described above can use ambient air whose oxygen 15 (02) is reduced.

Selon un mode de fonctionnement traditionnel, la cathode est alimentée en comburant, et notamment en air par un orifice d'alimentation cathodique. Le comburant comporte donc, en plus de l'oxygène, des éléments non consommables par la pile. Il est 20 alors nécessaire d'évacuer le comburant non consommé par un orifice d'évacuation cathodique. Dans ce mode de fonctionnement, l'air circule à la cathode et cette dernière ne consomme According to a traditional operating mode, the cathode is supplied with oxidant, and in particular with air, through a cathode supply orifice. The oxidizer therefore comprises, in addition to oxygen, elements which cannot be consumed by the battery. It is then necessary to evacuate the oxidizer which is not consumed by a cathode evacuation orifice. In this operating mode, air circulates at the cathode and the latter does not consume

pas entièrement l'oxygène contenu dans l'air. not all the oxygen in the air.

La pile à combustible fonctionne ici selon un mode dit 25 " impasse " à l'anode, c'est-à-dire que l'anode comporte un orifice d'alimentation anodique par lequel le carburant alimente l'anode mais elle ne comporte pas d'orifice d'évacuation du carburant. Ainsi, le carburant est entièrement consommé par la The fuel cell operates here in a so-called "dead end" mode at the anode, that is to say that the anode has an anode feed orifice through which the fuel feeds the anode but it does not have fuel drain port. Thus, the fuel is entirely consumed by the

pile à combustible.Fuel cell.

Avantageusement par rapport à un mode de fonctionnement traditionnel à l'anode, le mode de fonctionnement " impasse " à l'anode permet de consommer sensiblement la totalité du carburant. Ainsi, il n'est pas nécessaire de prévoir un traitement du carburant non consommé qui, en mode traditionnel, Advantageously compared to a traditional operating mode at the anode, the "dead end" operating mode at the anode makes it possible to consume substantially all of the fuel. Thus, it is not necessary to provide a treatment of the unused fuel which, in traditional mode,

s'avère nocif pour l'environnement. is harmful to the environment.

Pour ce mode de fonctionnement, le carburant doit ici être For this operating mode, the fuel here must be

de l'hydrogène globalement pur.generally pure hydrogen.

Pour distribuer de façon homogène le carburant et le comburant à l'anode et à la cathode, respectivement, il est connu de réaliser un réseau de cannelures réalisé dans la face interne des deux plaques bipolaires. Une telle solution est décrite et In order to distribute the fuel and the oxidant homogeneously to the anode and to the cathode, respectively, it is known to produce a network of splines produced in the internal face of the two bipolar plates. Such a solution is described and

représentée par le document WO-A-00/30199. represented by document WO-A-00/30199.

A la cathode, le comburant circule dans le réseau de cannelure depuis l'orifice d'alimentation cathodique jusqu'à l'orifice d'évacuation cathodique. En circulant, le comburant entraîne une première partie de l'eau produite à la cathode vers At the cathode, the oxidizer circulates in the groove network from the cathode feed orifice to the cathode evacuation orifice. By circulating, the oxidizer entrains a first part of the water produced at the cathode towards

l'orifice d'évacuation cathodique.the cathode evacuation orifice.

1 5 Cependant, pour les piles munies d'un électrolyte en polymère, une seconde partie restante de l'eau produite à la cathode traverse l'électrolyte et s'accumule à l'anode. Ce phénomène qui est appelé " rétrodiffusion ", concerne aussi However, for batteries fitted with a polymer electrolyte, a second remaining part of the water produced at the cathode passes through the electrolyte and accumulates at the anode. This phenomenon which is called "backscattering" also concerns

d'autres substances tel que l'azote. other substances such as nitrogen.

Pour évacuer les substances étrangères (eau et azote) de l'anode, il est généralement prévu un moyen de purge telle qu'une To remove foreign substances (water and nitrogen) from the anode, a purging means is generally provided such as a

vanne par laquelle les corps étrangers s'écoulent par gravité. valve through which foreign bodies flow by gravity.

Cependant, la vitesse d'écoulement du carburant dans le réseau de cannelures de l'anode est négligeable. Ainsi, l'eau qui 25 s'est accumulée à l'anode n'est pas entraînée par un courant comme c'est le cas à la cathode, et elle stagne donc sur les surfaces horizontales des cannelures. Ceci créé une perte de surface active de l'anode, c'est-à- dire que le carburant ne peut pas être en contact avec les surfaces de l'anode qui sont 30 recouvertes par l'eau. De plus, cette eau est impossible à évacuer However, the speed of flow of fuel through the network of anode grooves is negligible. Thus, the water which has accumulated at the anode is not entrained by a current as is the case at the cathode, and it therefore stagnates on the horizontal surfaces of the grooves. This creates a loss of active surface of the anode, i.e. the fuel cannot be in contact with the surfaces of the anode which are covered by water. In addition, this water is impossible to drain

car elle ne s'écoule pas vers la vanne de purge. because it does not flow to the purge valve.

Pour résoudre ce problème, il est connu d'utiliser un collecteur de courant poreux à la place du réseau de cannelures pour distribuer le carburant et le comburant. Le collecteur poreux est intercalé entre la face interne de chaque plaque bipolaire et l'électrode associée. Une telle solution est décrite et représentée To solve this problem, it is known to use a porous current collector in place of the network of splines to distribute the fuel and the oxidizer. The porous collector is interposed between the internal face of each bipolar plate and the associated electrode. Such a solution is described and shown

dans le document US-A-5.182.792.in document US-A-5,182,792.

Ainsi, l'eau qui s'est accumulée à l'anode par 5 rétrodiffusion, coule à travers la structure poreuse du collecteur de courant en direction de la vanne de purge. L'eau peut alors Thus, the water which has accumulated at the anode by backscattering, flows through the porous structure of the current collector in the direction of the purge valve. Water can then

être évacuée en ouvrant la vanne de purge. be evacuated by opening the purge valve.

Cependant, le rendement d'une telle pile reste inférieur à However, the efficiency of such a battery remains below

celui d'une pile dont la distribution en carburant et en combustible 10 est assurée par le réseau de cannelure décrit précédemment. that of a cell whose distribution of fuel and fuel 10 is ensured by the groove network described above.

Pour résoudre ces problèmes, l'invention propose une pile du type décrit précédemment, caractérisée en ce que la face interne de la plaque bipolaire associée à la cathode comporte un réseau de cannelures d'alimentation en comburant de la cathode, 15 qui est raccordé aux orifices d'alimentation et d'évacuation cathodiques. Selon une autre caractéristique de l'invention, la pile à To solve these problems, the invention provides a battery of the type described above, characterized in that the internal face of the bipolar plate associated with the cathode comprises a network of grooves supplying oxidant from the cathode, which is connected to the cathodic supply and discharge ports. According to another characteristic of the invention, the cell

combustible comporte un orifice d'évacuation anodique qui est obturé par une vanne de purge de fluides, et notamment de 20 fluides plus denses que le carburant. fuel has an anodic discharge orifice which is closed by a valve for purging fluids, and in particular 20 fluids denser than fuel.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention Other characteristics and advantages of the invention

apparaîtront au cours de la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux will appear during the reading of the detailed description which follows for the understanding of which one will refer to

dessins annexés parmi lesquels: - la figure 1 représente schématiquement les éléments principaux qui composent une pile à combustible réalisée selon l'invention; - la figure 2 est une vue en perspective de la plaque bipolaire associée à la cathode; - la figure 3 représente schématiquement le phénomène de perméabilité de la membrane formant électrolyte; - la figure 4 est un schéma du circuit de carburant et de appended drawings among which: FIG. 1 schematically represents the main elements which make up a fuel cell produced according to the invention; - Figure 2 is a perspective view of the bipolar plate associated with the cathode; - Figure 3 shows schematically the phenomenon of permeability of the membrane forming electrolyte; - Figure 4 is a diagram of the fuel system and

comburant dans l'anode et la cathode, respectivement. oxidizer in the anode and the cathode, respectively.

On utilisera durant cette description une orientation We will use during this description an orientation

longitudinale, verticale et transversale indiquée par le trièdre L, longitudinal, vertical and transverse indicated by the trihedron L,

V, T de la figure 1.V, T in Figure 1.

On a représenté à la figure 1 une pile à combustible 10 5 réalisée selon les enseignements de l'invention. Elle est principalement constituée par un empilement serré des éléments successifs suivants qui sont énumérés de gauche à droite selon la figure 1: - une première plaque bipolaire rectangulaire 12, verticale 10 et transversale selon l'orientation de la figure 1, qui est constituée de matériau conducteur du courant électrique - un collecteur de courant 14 en matériau poreux - une anode 16; - un électrolyte qui est ici une membrane de polymère 18 15 - une cathode 20; une seconde plaque bipolaire rectangulaire 22 qui est parallèle à la première plaque bipolaire 12 et qui est aussi FIG. 1 shows a fuel cell 10 5 produced according to the teachings of the invention. It is mainly constituted by a tight stack of the following successive elements which are listed from left to right according to Figure 1: - a first rectangular bipolar plate 12, vertical 10 and transverse according to the orientation of Figure 1, which is made of material electric current conductor - a current collector 14 made of porous material - an anode 16; - an electrolyte which is here a polymer membrane 18 15 - a cathode 20; a second rectangular bipolar plate 22 which is parallel to the first bipolar plate 12 and which is also

constituée de matériau conducteur du courant électrique. made of electrically conductive material.

La face transversale externe 24 de la première plaque 20 bipolaire 12 forme ici une borne négative de la pile à combustible The external transverse face 24 of the first bipolar plate 20 here forms a negative terminal of the fuel cell

10. Cette première plaque bipolaire 12 sera donc appelée plaque négative dans la suite de la description. La face transversale 10. This first bipolar plate 12 will therefore be called a negative plate in the following description. The transverse face

interne 26 de la plaque négative 12 est globalement plate. internal 26 of the negative plate 12 is generally flat.

La plaque négative 12 comporte ici, dans sa partie 25 supérieure, un orifice longitudinal d'alimentation anodique 28. Elle comporte aussi un orifice longitudinal de purge anodique 30 qui The negative plate 12 here comprises, in its upper part, a longitudinal anode feed orifice 28. It also includes a longitudinal anode purge orifice 30 which

est situé dans une partie inférieure de la plaque négative 12. is located in a lower part of the negative plate 12.

Comme représenté à la figure 3, une conduite d'alimentation anodique 32 est reliée à l'orifice d'alimentation anodique 30 28. La conduite d'alimentation anodique 32 est destinée à conduire le carburant, qui est ici de l'hydrogène (H2), à l'anode 16. Un détendeur 34 est agencé dans la conduite d'alimentation As shown in FIG. 3, an anode supply line 32 is connected to the anode supply port 30 28. The anode supply line 32 is intended to conduct the fuel, which in this case is hydrogen (H2 ), at the anode 16. A regulator 34 is arranged in the supply line

anodique 32.anodic 32.

L'orifice de purge anodique 30 débouche dans une conduite d'évacuation anodique 36 par l'intermédiaire d'une The anode purge orifice 30 opens into an anode evacuation pipe 36 via a

vanne de purge 38 qui est ici une électrovanne. purge valve 38 which is here a solenoid valve.

Le collecteur de courant 14 est inséré verticalement entre 5 la face transversale interne 26 de la plaque négative 12 et la surface externe 40 de l'anode 16. Le matériau constituant le collecteur de courant 14 est constitué d'un matériau conducteur de courant électrique de façon à conduire le courant créé entre The current collector 14 is inserted vertically between the internal transverse face 26 of the negative plate 12 and the external surface 40 of the anode 16. The material constituting the current collector 14 consists of a material conducting electric current of way to conduct the current created between

l'anode 16 et la cathode 20 jusqu'à la plaque négative 12. anode 16 and cathode 20 to the negative plate 12.

La face transversale interne 26 de la plaque négative 12 étant plate, la surface de contact entre la plaque négative 12 et le collecteur de courant 14 est maximale. Le passage du courant électrique depuis le collecteur de courant 14 jusqu'à la plaque The internal transverse face 26 of the negative plate 12 being flat, the contact surface between the negative plate 12 and the current collector 14 is maximum. The passage of electric current from the current collector 14 to the plate

négative 12 est ainsi optimal.negative 12 is thus optimal.

Le collecteur de courant 14 est ici réalisé dans un matériau poreux de façon à distribuer le carburant de manière globalement homogène sur toute la surface externe 40 de l'anode 16. L'orifice d'alimentation anodique 28 débouche en regard du collecteur de The current collector 14 is here made of a porous material so as to distribute the fuel in a generally homogeneous manner over the entire external surface 40 of the anode 16. The anode supply orifice 28 opens opposite the collector of

courant 14 de façon à imprégner ce dernier avec le carburant. stream 14 so as to impregnate the latter with the fuel.

La face transversale externe 42 de la seconde plaque The external transverse face 42 of the second plate

bipolaire 22 forme ici la borne positive de la pile à combustible 10. La seconde plaque bipolaire 22 sera donc appelée plaque positive dans la suite de la description. La face transversale interne 44 de la plaque positive 22 comporte ici trois cannelures 25 Cl, C2, C3 qui s'étendent transversalement de la tranche bipolar 22 here forms the positive terminal of the fuel cell 10. The second bipolar plate 22 will therefore be called positive plate in the following description. The internal transverse face 44 of the positive plate 22 here comprises three grooves 25 Cl, C2, C3 which extend transversely from the edge

verticale gauche 46 à la tranche verticale droite 48 de la plaque vertical left 46 to the right vertical edge 48 of the plate

positive 14.positive 14.

On a représenté à la figure 2 la face transversale interne 44 de la plaque positive 22. Chaque cannelure Cl, C2 et C3 30 forme, par coopération avec une surface externe 50 de la cathode , un canal dont un premier orifice d'entrée El, E2, E3, respectivement, est ici situé sur la tranche verticale droite 48 de la plaque positive 22 selon la figure 2, et dont un second orifice de sortie Si, S2, S3, respectivement, est ici situé sur la tranche verticale gauche 46. Les trois orifices d'entrée El, E2, E3 forment ici des orifices d'alimentation cathodiques par lesquels le comburant est introduit. Les trois orifices de sortie Si, S2, S3 forment ici des orifices d'évacuation cathodiques par lesquels le comburant non consommé est évacué. Les cannelures Cl, C2 et C3 forment un réseau de cannelures qui est principalement destiné à distribuer le comburant de façon globalement homogène sur toute la surface FIG. 2 shows the internal transverse face 44 of the positive plate 22. Each groove C1, C2 and C3 30 forms, by cooperation with an external surface 50 of the cathode, a channel including a first inlet orifice El, E2, E3, respectively, is here located on the right vertical edge 48 of the positive plate 22 according to FIG. 2, and of which a second outlet orifice Si, S2, S3, respectively, is here located on the left vertical edge 46. The three inlet ports El, E2, E3 here form cathode feed orifices through which the oxidant is introduced. The three outlet orifices Si, S2, S3 here form cathode evacuation orifices through which the non-consumed oxidant is evacuated. The grooves Cl, C2 and C3 form a network of grooves which is mainly intended to distribute the oxidant in a generally homogeneous manner over the entire surface.

externe 50 de la cathode 20.external 50 of cathode 20.

Nous allons maintenant décrire le fonctionnement d'une We will now describe the operation of a

telle pile à combustible 10.such a fuel cell 10.

La cathode 20 est représentée à droite à la figure 4. Lors du fonctionnement de la pile à combustible 10, le comburant est injecté sous pression aux orifices d'alimentation cathodiques El, i5 E2, E3 de la plaque positive 22. Le comburant circule alors dans le réseau de cannelures Cl, C2, C3 de la plaque positive 22 et il The cathode 20 is shown on the right in FIG. 4. During the operation of the fuel cell 10, the oxidizer is injected under pressure into the cathode supply orifices E1, i5 E2, E3 of the positive plate 22. The oxidant then circulates in the network of grooves Cl, C2, C3 of the positive plate 22 and it

entre en contact avec la cathode 20. comes into contact with cathode 20.

L'anode 16 est représentée à gauche à la figure 4. The anode 16 is shown on the left in FIG. 4.

Simultanément, le carburant est injecté à l'orifice d'alimentation 20 anodique 28 de la plaque négative 12. Le carburant imprègne la totalité du collecteur de courant 14 et il entre en contact avec l'anode 16. La pression de carburant à l'anode 16 est maintenue Simultaneously, the fuel is injected into the anode supply port 20 of the negative plate 12. The fuel permeates the entire current collector 14 and it comes into contact with the anode 16. The fuel pressure at the anode 16 is maintained

sensiblement constante grâce au détendeur 34. substantially constant thanks to the regulator 34.

Lors du contact de l'hydrogène H2 avec l'anode 16, 25 l'hydrogène H2 est oxydé en ions hydrogène H' qui migrent vers la cathode 20 en passant à travers la membrane de polymère Upon contact of hydrogen H2 with anode 16, hydrogen H2 is oxidized to hydrogen ions H 'which migrate to cathode 20 passing through the polymer membrane

formant électrolyte 18.forming electrolyte 18.

Un courant électrique est ainsi créé entre la cathode 20 et l'anode 16. Ce courant électrique est transmis depuis l'anode 16 30 jusqu'à la plaque négative 12 via le collecteur de courant 14, et il est transmis par contact depuis la cathode 20 jusqu'à la plaque An electric current is thus created between the cathode 20 and the anode 16. This electric current is transmitted from the anode 16 to the negative plate 12 via the current collector 14, and it is transmitted by contact from the cathode 20 to the plate

positive 22.positive 22.

A la cathode 20, l'oxygène 02 est réduit en ions oxygène o2- qui se combinent avec les ions hydrogène H+ qui ont traversé At cathode 20, oxygen 02 is reduced to oxygen ions o2- which combine with the hydrogen ions H + which have passed through

l'électrolyte 18 pour former de l'eau H20. electrolyte 18 to form H2O water.

La majeure partie de cette eau H20 est entraînée vers les 5 orifices d'évacuation cathodiques SI, S2, S3 par la circulation du comburant. Cependant, une autre partie de cette eau H20 est diffusée Most of this H2O water is entrained towards the 5 cathode evacuation orifices SI, S2, S3 by the circulation of the oxidant. However, another part of this H20 water is diffused

à travers la membrane de polymère 18 et s'accumule à l'anode 16. Ce phénomène qui est appelé " rétrodiffusion ", est illustré à io la figure 3. La rétrodiffusion concerne aussi l'azote N2. through the polymer membrane 18 and accumulates at the anode 16. This phenomenon, which is called "backscattering", is illustrated in FIG. 3. The backscattering also relates to nitrogen N2.

Alors que l'eau H20 produite à la cathode 20 est expulsée grâce à la vitesse du comburant circulant dans le réseau de cannelures CI, C2, C3, l'eau H20 présente dans l'anode 16 ne bénéficie pas de ce mouvement pour être expulsée. Ainsi, l'eau 15 H20 et l'azote N2 qui sont plus denses que l'hydrogène, coulent vers le fond du collecteur de courant 14 en passant à travers sa While the H20 water produced at the cathode 20 is expelled thanks to the speed of the oxidizer circulating in the network of grooves CI, C2, C3, the H20 water present in the anode 16 does not benefit from this movement to be expelled . Thus, the water 15 H20 and the nitrogen N2 which are denser than the hydrogen, flow towards the bottom of the current collector 14 while passing through its

structure poreuse.porous structure.

Avantageusement, la structure poreuse du collecteur de Advantageously, the porous structure of the collector of

courant 14 est traitée de façon à devenir hydrophobe pour faciliter 20 l'écoulement de l'eau H20 vers l'orifice de purge anodique 30. stream 14 is treated so as to become hydrophobic to facilitate the flow of the water H20 towards the anode purge orifice 30.

L'eau H20 et l'azote N2 qui sont présents au fond du collecteur de courant 14, empêchent l'accès du carburant à une portion de l'anode 16. L'ouverture de la vanne de purge 38 permet d'évacuer cette eau H20 et cet azote N2 dans la conduite 25 d'évacuation anodique 36, ainsi que toute autre substance plus dense que l'hydrogène, par l'orifice de purge anodique 30. Après cette opération de purge, l'hydrogène H2 peut de nouveau imprégner entièrement le collecteur de courant 14 et ainsi être en The water H20 and the nitrogen N2 which are present at the bottom of the current collector 14, prevent access of the fuel to a portion of the anode 16. The opening of the purge valve 38 makes it possible to evacuate this water. H2O and this nitrogen N2 in the anode evacuation pipe 36, as well as any other substance denser than hydrogen, through the anode purge orifice 30. After this purge operation, the hydrogen H2 can again impregnate fully the current collector 14 and thus be in

contact avec la surface externe 40 entière de l'anode 16. contact with the entire external surface 40 of the anode 16.

La combinaison d'un collecteur de courant poreux 14 pour distribuer le carburant à l'anode 16 et d'un réseau de cannelures CI, C2, C3 pour distribuer le comburant à la cathode 20 empêche avantageusement à l'eau de stagner à l'anode 16 tout en conservant un rendement de la pile à combustible 10 supérieur à The combination of a porous current collector 14 for distributing the fuel to the anode 16 and a network of grooves CI, C2, C3 for distributing the oxidant to the cathode 20 advantageously prevents the water from stagnating at the anode 16 while retaining a fuel cell efficiency 10 greater than

l'utilisation de deux collecteurs de courant poreux à l'anode 16 et à la cathode 20. the use of two porous current collectors at the anode 16 and at the cathode 20.

Claims

1. Fuel cell (10) of the type comprising two bipolar plates (12, 22) vertical and transverse ends whose external faces (24, 42) constitute the terminals of the cell (10) 5 and which enclose an anode ( 16) and a cathode (20) which enclose between them a vertical transverse membrane of polymer (18) forming an electrolyte, of the type which comprises an anode supply orifice (28) through which the anode (16) is supplied with fuel, in particular in hydrogen (H2), by means of a layer i0 (14) of porous and electrically conductive material which is interposed between the anode (16) and the associated bipolar plate (12), and which comprises a cathode supply orifice (E1, E2, E3) through which the cathode (20) is supplied with oxidant, in particular air, and a cathode evacuation orifice (Si, S2, 15 S3) of the oxidant surplus, characterized in that the internal face (44) of the plate

bipolar (22) associated with the cathode (20) comprises a network of splines (CI, C2, C3) supplying oxidant from the cathode (20), which is connected to the supply orifices (El, E2, 20 E3 ) and evacuation (SI, S2, S3) cathodic.

2. Fuel cell (10) according to claim

previous, characterized in that it comprises an anode evacuation orifice (30) which is closed by a purge valve (38) of fluids, and in particular of fluids denser than the fuel.