View/Open - JUWEL - Forschungszentrum Jülich

40 3 Messaufbauten und Messmethoden
bination einer Füßchen- und einer Kanalstruktur. Die im Mittelteil der Strömungsstruktur befindlichen
69 Kanäle sind ebenso wie die Stege 1 mm breit. Im Ein- und Auslaufbereich sind
quadratische Füßchen mit einer Kantenlänge von 1 mm angeordnet. Beide Strukturen sind
1 mm tief. Das Design ist in Bild 3.2b gezeigt. Auf der Anoden- und Kathodenseite kommen
jeweils die gleichen Strömungsstrukturen zum Einsatz.
Füßchen-
Struktur
Kanal-
Struktur
Mäanderkanäle
a) b)
Durchtrittsbohrung
Bild 3.2: Strömungsstrukturen: a) Mäanderstruktur b) Kanal-Füßchen-Struktur
Die jeweiligen Gasräume der seriell verschalteten Einzelzellen sind untereinander durch Versorgungskanäle,
sogenannte Manifolds, verbunden. Um Leckagen im Übergangsbereich vom Manifold
in das Flowfield zu vermeiden, erfolgt die Strömungsführung über zwei horizontal versetzte
Ebenen, die über Durchtrittsbohrungen miteinander verbunden sind. Auf der Oberfläche
der bipolaren Platte entsteht durch diese Bauart ein flächiger, ebener Bereich, der mit Hilfe von
Flachdichtungen abgedichtet werden kann. Zur Verdeutlichung dieses Bauprinzips und der
Strömungsführung vom Manifold in die Flowfieldstruktur ist in Bild 3.3 eine Detailansicht abgebildet.
Reaktanden-
Flow-Field
Versorgungskanal
Nut für
Runddichtring
Bild 3.3: Plexiglasmodell eines Bipolarplattenelements (Detailansicht)
Zwischen einer aus zwei Bipolarplattenelementen bestehenden Bipolarplatteneinheit befindet
sich die Kühlstruktur. In einer ersten Variante ist die Kühlstruktur in Form von vier Mäanderkanälen
rückseitig in die BPE eingearbeitet (siehe Bild 3.4a). Runddichtringe aus dem Material
NBR dichten das Kühlflowfield und die Reaktandenmanifolds ab. In einer zweiten Variante ist
das Kühlflowfield nicht mehr in die BPE eingearbeitet, sondern in Form einer separaten