金属压条密封导槽布置的制作方法

本发明通常涉及pem燃料电池，且更具体地涉及用于将燃料电池堆中的相邻燃料电池分开的双极板。

背景技术：

在许多应用中，已经将燃料电池用作为电源。例如，燃料电池已经被提出用于电动车辆电力设备中以取代内燃机。在质子交换膜(pem)类型的燃料电池中，氢被供应至燃料电池的阳极，且氧作为氧化剂被供应至阴极。pem燃料电池包括膜电极组件(mea)，该膜电极组件包括薄的、质子能穿透的、非导电的固体聚合物电解质膜，该膜在一面上具有阳极催化剂以及在相对面上具有阴极催化剂。mea被夹在一对无孔的、导电元件或板之间，它们(1)使得电子从一个燃料电池的阳极传递至燃料电池堆的相邻电池的阴极，(2)包括在其中形成的适当的通道和/或开口，用于将燃料电池的气态反应物分配到各阳极和阴极催化剂的表面上；以及(3)包括在其中形成的适当的通道和/或开口，用于将适当的冷却剂分配贯穿燃料电池堆，以便维持温度。

根据上下文，术语“燃料电池”典型地被用于指代单个电池或多个电池(堆)。多个单独的电池被典型地捆绑在一起以形成燃料电池堆，且一般地以电串联的方式布置。电池堆中的每个电池包括在先描述的膜电极组件(mea)，且每个这种mea提供其电压增加。电池堆内一组相邻电池被称作为集群。借助于实例，在us专利号5,663,113中示出并描述了用于电池堆中的多个电池的一些典型布置。在pem燃料电池中，氢(h2)是阳极反应物(即，燃料)，且氧是阴极反应物(即，氧化剂)。氧可以是纯净形式(o2)或空气(o2和n2的混合物)。

用于夹meas的导电板可包括位于其表面上的凹槽阵列，该凹槽阵列限定用于将燃料电池的气态反应物(即，形式为气体的氢和氧)分配在相应的阴极和阳极的表面上的反应物流场。这些反应物流场通常包括多个脊，该多个脊限定位于它们之间的多个流动通道，通过该流动通道，气态反应物从流动通道的一个端处的供应集管流至流动通道的相对端处的排出集管。反应物流场为预定的流畅模式，直接地邻近气体扩散层的一面，以促使它们之间的反应。

在燃料电池堆中，多个电池以电串联的方式堆叠在一起，同时该多个电池由不透气的、导电双极板分离开。在一些情况下，双极板为通过由固定一对薄金属板材形成的组件，该一对薄金属板材具有在它们的外表面上形成的反应物流场。典型地，在双极板组件的金属板之间提供有内部冷却剂流场。还已知的是，将隔板置在金属板之间，以优化用于改善燃料电池冷却的热传递特征。

典型地，与燃料电池堆相关联的冷却系统包括循环泵，该循环泵用于使得液体冷却剂循环通过该燃料电池堆至热交换器，在该热交换器处废热能(即，热量)被传递至环境。典型液体冷却剂的热属性要求相对较大容量循环通过系统以排出足够的废能，以便将电池堆的温度维持于在可接受的范围之内，特别是在最大功率状态之下。

燃料电池作为用于电动车辆和各种其它应用的清洁的、高效的和环境负责的电源已经被提出。特别地，燃料电池已经被认定为用于在现代汽车中使用的传统内燃机的潜在替代。

已知一种常见类型的燃料电池为质子交换膜(pem)燃料电池。例如，pem燃料电池包括在一对燃料电池板，例如双极板，之间设置的组合电极组件(uea)。uea可包括邻近于膜电解质组件(mea)的阳极面和阴极面设置的扩散介质(还已知为气体扩散层)。mea包括薄的、质子传导的、聚合的、膜电解质，该膜电解质具有在它的一面上形成的阳极膜，和在它的相对面上形成的阴极膜。通常地，这种膜电解质由离子交换树脂制成，且典型地包括全氟磺酸聚合物，例如从e.i.dupontdenemeours&co可获得的nafion^tm。另一方面，阳极膜和阴极膜，典型地包括(1)精细分离的碳粒子，在碳离子的内部和外部表面上支撑的非常精细分离的催化剂粒子，以及与催化剂粒子和碳粒子相掺杂的质子传导材料(例如，nafion^tm)，或(2)催化剂粒子，无碳、通过聚四氟乙烯(ptfe)粘合剂散布。

mea可夹在有孔的、透气的、导电材料板材之间，这些板材压靠着mea的阳极面和阴极面并用作为(1)阳极和阴极的初级电流收集器，和(2)mea的机械支撑。如本领域中已知的，合适的这种初级电流收集器板材或气体扩散介质可包括碳或石墨纸或织物，细网贵金属筛等类似。

形成的夹层压在一对导电板12、14、16(此后称作为“双极板”)之间，它们用作为次级电流收集器，该次级电流收集器用于从初级电流收集器收集电流并在电池堆内相邻电池之间传导电流，以及在单极板的情况下，在电池堆外部电池堆的端部处的单极板之间传导电流。双极板中的每个包括至少一个所谓的“流场”，该流场将燃料电池的气态反应物(例如，h2和o2/空气)分配在阳极和阴极的表面上。反应物流场包括多个脊，该多个脊接合气体扩散层并在其之间限定多个流动通道，气态反应物通过该多个流动通道在双极板中的供应歧管与排出歧管之间流动。，蜿蜒的流动通道可以，但并不是必需的，被用于流场18且仅仅在已经制作若干急转弯和转回部之后连接供应歧管和排出歧管，以使得蜿蜒的流动通道的每个腿部与相同蜿蜒的流动通道的至少一个其它腿部相毗邻。理解的是，针对流动通道可使用各种配置。

因此，当导电板接合在一起时，接合的表面限定用于电介质冷却流体的流动路径。导电板典型地由可成形金属制作，该可成形金属提供合适的强度、导电性和耐腐蚀性，例如，例如316允许不锈钢。

可包括多余一百个板的电池堆被压缩，以及由螺栓通过电池堆的角保持在一起并在电池堆的段部处锚接至框架的元件。为了防止从成对板之间的不期望的流体泄露，经常使用密封件。该密封件沿着成对板的周边边缘设置。现有技术中的密封已包括使用弹性材料。由弹性材料形成的密封足以实现原型设计。然而，实现弹性材料的成本使用了不期望的全面开工。

因此，在该行业期望的是，在燃料电池系统的板之间产生压条密封布置，其中，该压条密封布置以及相关联的接合部防止流体从燃料电池泄露，同时使得相关联的成本最小化，因而改善了燃料电池堆的耐久性。

技术实现要素：

本发明的燃料电池包括第一双极板、第二双极板和气体扩散层。第一双极板和第二双极板中的每个限定绕着每个双极板的金属压条密封以及第一双极板和第二双极板中的每个的开口(燃料/氧歧管)。气体扩散层可设置在第一双极板与第二双极板之间。理解的是，第一和第二子垫片还可设置在气体扩散层的每侧上，以使得第一和第二子垫片固定在第一双极板和第二双极板中的每个的金属压条密封之间。理解的是，从第一双极板和第二双极板中的每个的每个金属压条密封可与相关联的凸起或导槽-第一板凸起和第二板凸起-它们沿着每个金属压条密封的至少一部分被间隔开。第一板凸起和第二板凸起可每个限定多个导槽，其中，第一板凸起的导槽与第二板凸起的导槽偏移。

根据本发明的燃料电池包括具有第一金属压条密封和第二金属压条密封的第一和第二双极板。第一板凸起可与第一金属压条密封相流体连通，而第二板凸起可与第二金属压条密封相流体连通。第二金属压条密封被操作性地配置成用于邻接第一金属压条密封，以在第一双极板与第二双极板之间形成接合部。气体扩散层可设置在第一双极板与第二双极板之间。

因此，本发明提供了一种用于在燃料电池系统的板之间使用的压条密封布置，其中，该压条密封布置以及相关联的接合部防止流体从燃料电池泄露，同时使得相关联的成本最小化，因而改善了燃料电池堆的耐久性。

从以下参考附图所进行的详细说明，将更容易地理解本发明以及它的特定特点和优势。

附图说明

从以下优选实施例的详细描述和最佳模式、所附权利要求和附图将很容易理解这些以及本发明的其它特点和优势，其中：

图1是pem燃料电池堆的展开示意图。

图2是本发明的第一实施例中的双极板的等距示意图。

图3是本发明的第一实施例中的金属压条密封和相关联的凸起的放大示意图。

图4a是本发明的第一实施例中的双极板的金属压条密封和相关联的“对齐的”入口-出口凸起的交叉的放大示意图。

图4b是本发明的第一实施例中的双极板的金属压条密封和相关联的“部分对齐的”入口-出口凸起的交叉的放大示意图。

图4c是本发明的第一实施例中的双极板的金属压条密封和相关联的“非对齐的”入口-出口凸起的交叉的放大示意图。

图5是本发明的燃料电池的第一实施例的非限制性实例的示意性平面图，其中，第一板凸起和第二板凸起被间隔开并彼此相互偏移。

图6是本发明的燃料电池的第一实施例的非限制性实例的示意性平面图，其中，第一板凸起和第二板凸起彼此相互相邻。

图7是本发明的燃料电池的第一实施例的非限制性实例的示意性平面图，其中，第一板凸起和第二板凸起彼此相互部分地偏移。

图8是根据本发明的第二实施例的分离的双极板的展开视图，其中，凸起与靠近双极板的周边的的金属压条密封相流体连通。

图9是根据本发明的第二实施例的分离的双极板的示意性平面视图，其中，凸起与靠近双极板的周边的的金属压条密封相流体连通。

图10是沿着图11的线2-2的横截面部分示意图(移除了金属压条密封)，示出了根据本发明的各个实施例的相对于第二板凸起的第一板凸起。

图11是根据本发明的各个实施例的第一双极板和第二双极板的等距、横截面部分示意图。

图12是图11中的燃料电池沿着图11中的线6-6的横截面视图。

图13是图11中的燃料电池沿着图11中的线7-7的横截面视图，其中，第一板凸起与第一板金属压条密封相流体连通。

图14是图11中的燃料电池沿着图11中的线8-8的横截面视图，其中，第二板凸起与第二板金属压条密封相流体连通。

在贯穿若干附图视图的说明中，相同的附图标记指代相同的部件。

具体实施方式

现在将详细地参考目前优选的本发明的组合物、实施例和方法，其构成了目前为本发明人所知的实践本发明的最佳方式。附图并不一定是成比例的。然而，应将理解的是，所公开的实施例仅仅是本发明的实例性方案，其可以体现在各种提替代形式中。因此，在此所公开的具体细节不是限制性的，仅作为本发明的任何方面的代表性原则，和/或作为向本领域技术人员教导各种采用本发明的代表性原则。

除了在实例中，或者另外明确地指出之外，本说明书中表示材料量或反应条件和/或使用条件的所有数值量在描述本发明的最宽范围时被理为用词语“大约”修饰。在说明的数值范围内的实用值通常是优选的。同样，除非有明显的相反说明，百分比，“多少份”和比值的单位为重量；结合本发明适合于或优选地用于指定目的的材料组或类的说明暗含这组或类的成员中的任何一种或多种的混合物同样地适合或优选；首字母缩略词或其它缩写的第一定义适用于本文中相同缩写的随后使用，并将必要的变更加入最初限定的缩写的正常语法变体；且，除非明显声明相反意思，属性的测量由如先前的相同技术或之后用于相同属性所参考的技术来确定。

还应理解的是，本发明并不限制于具体实施例和以下描述地方法，因为具体的部件和/或条件当然可能变化。此外，在此使用的术语仅仅用于描述本发明的特定实施例的目的，并且不意于以任何方式加以限制。

还必须注意的是，如在说明书和所附权利要求中使用的，单数形式“a(一种)”、“an(一种)”和“the(该)”包括复数对象，除非上下文明确另外地指出。例如，以单数提及的部件意于包括多个部件。

术语“包括”与“包括”、“具有”、“包含”或“以........为特征”同义。这些术语为包含的或开放的，且并不排斥附加的，未指出的元件或方法步骤。

短语“由……组成”排除任何在权利要求中未指定的元件、步骤或成分。当该短语出现在权利要求项的条款中，而不是立即跟在前序之后时，其只限制在该条款中阐述的元件；而其它元件未被排除在作为整体的权利要求之外。

短语“基本上由……组成”将权利要求的范围限制在指定的材料或步骤以及不会对受权利要求书保护的发明所具有的基本特征和新型特征造成实质影响的那些材料或步骤。

术语“包括”、“由……组成”和“基本上由……组成”可被替代地使用。在这三个术语中的一个使用的地方，当前所公开的和所要求保护的主题可包括另外两个术语中的任何一个的使用。

在引用公开文献的整个本申请中，将这些公开文献的内容全部引为参考以便更全面地描述本发明所属领域的目前状态。

参考图1，示意性地示出了部分pem燃料电池堆11。燃料电池堆11包括一对膜电极组件(meas)8和10，该对膜电极组件由无孔的、导电双极板12彼此相互间隔开。膜电极组件(meas)8、10中的每个具有阴极面8c、10c和阳极面8a、10a。膜电极组件(meas)8和10在无孔的、导电的液体冷却的双极板14和16之间被堆叠在一起。第一和第二双极板12、14和16中的每个包括在双极板12、14和16的表面上形成的流场18、20和22，用于将燃料和氧化剂气体(即，h2和o2)分布至膜电极组件(meas)8、10的反应面。

还参考图1，子垫片26、28、30、32提供燃料电池堆11的几个双极板12、14、16之间的密封和电绝缘。多孔、气体可透的、导电板材(气体扩散介质)34、36、38和40压靠膜电极组件(meas)8和10的电极面，并用作为用于电极的初级电流收集器。如在图1中所示，每个子垫片26、28、30、32限定用于相应的气体扩散介质34、36、38、40的内部周边41。气体扩散介质34、36、38和40还提供用于膜电极组件(meas)8和10的机械支撑，尤其在膜电极组件(meas)于流场中未被支撑的位置处。合适的气体扩散介质34、36、38、40包括碳/石墨纸/布、细网格贵金属屏、开孔贵金属泡沫以及从电极传导电流同时允许气体穿过其中的类似材料。然而，理解的是，在整个本申请和示意性附图中，气体扩散层21、23实际上可代表夹在如图其中所示的两个气体扩散介质之间的膜电极组件(mea)8。

理解的是，气体扩散层21、23可以为通过将碳纤维编织成碳布制成的多孔结构(例如，gdl-ct和elat)，或者通过将碳纤维压合成碳纸制成的多孔结构(例如，sigracet、freudenberg和toray)。现今生产的标准gdls中的许多伴随微孔层(mpl)和疏水性处理(ptfe)。mpl和ptfe有助于接触膜和水管理。mpl典型地提供具有大量用于催化剂的表面区域并与膜良好接触的光滑层。mpl经常使用ptfe作为增加了疏水性的粘合剂，这有助于将水保持在膜馁，防止其逃离-使得膜变干并引起更高的阻力(较低性能)。

第二双极板14压靠着mea8的阴极面8c上的气体扩散介质34和mea10的阳极面10a上的气体扩散介质40，同时第一双极板12压靠着mea8的阳极面8a上的气体扩散介质36和mea10的阴极面10c上的气体扩散介质38。氧化剂气体，例如氧或空气，经由适当的供应管道42从储存箱46被供应至燃料电池堆的阴极侧。类似地，燃料，例如氢，经由适当的供应管道44从储存箱48被供应至燃料电池阳极侧。在另一实施例中，氧箱46可被省略，且空气可从环境供应至阴极侧。同样地，氢箱48可被替代地省略，且氢从重整器被供应至阳极侧，该重整器从甲醇或液烃(例如，汽油)催化地产生氢。

用于meas的h2和o2/空气侧的排出管道(未示出)还可提供将h2耗尽的阳极气体从阳极流场移除，以及将o2耗尽的阴极气体从阴极流场移除。根据需要，提供冷却剂管道50、52用于供应并排出液体冷却剂至双极板14、16。理解的是，双极板12、14、16的内部金属元件56中的每个限定流场18，以使得可在内部金属元件56和外部金属元件58之间形成蜿蜒的流动通道，用于冷却剂流场20。另外，还在内部金属元件56中提供流场18，以使得输入反应物气体沿着用于每个燃料电池的气体扩散层21、23的表面被引导。

不管配置、第一双极板12和第二双极板14中的每个包括在其中形成的至少一个凸起15。倘若凸起15位于第一双极板12中，则凸起15为第一板凸起25。倘若凸起15位于第二双极板14中，则凸起15为第二板凸起27(在图5、10和11中示出)。第一和第二板凸起25、27可为如所示的导槽17’、17”的形式，它们基本上垂直于它们相关联的金属压条密封24，(在图2、3、5和11中示出)，其中，导槽17’、17”沿着金属压条密封24’、24”的长度被间隔开。因此，第一双极板12可因此包括第一板凸起25，其可为沿着如在以上说明中提供的第一板金属压条密封24’、100的长度的多个导槽17'。第二双极板14可因此类似地也包括第二板凸起27，其可由沿着第二板金属压条密封24'，102设置的多个导槽17'形成，以使得第二板凸起27中的导槽17'或者如在图5和6中所示的完全地偏移第一板凸起25的导槽17'(或者如在图7中所示部分地偏移)。

图2为双极板16-其可为第一双极板12或第二双极板14的第一实施例的透视图。双极板16可限定用于将液体冷却剂或反应物引进或引离流场的歧管开口142-152。在细化的方案中，如在图3中所示，金属压条24围绕开口142-152中的一个或多个。第一金属压条24为双极板16中的凸起，其限定第一通道154。典型地，液体冷却剂或反应物流过该通道154。在一细化的方案中，软材料(例如，弹性体、橡胶、泡沫等)可位于金属压条24的顶部上，以制作相邻流场之间的密封。

还参考图3，多个导槽17提供进入和离开金属压条密封24的通道。因此，导槽17'与金属压条密封24相流体连通。金属压条密封24围绕每个歧管开口142-152。金属压条密封24为限定第一通道154的实施例。第一个导槽17提供进入和离开通道154的通道。凸起15的每个导槽17具有通向第一通道154的入口导槽部156，以及从第一通道154延伸的出口导槽部158，以提供反应物气体或冷却剂至流动通道18、68(在图2和8中示出)。

参考图3和4b-4c，提供通道导槽交叉的示意性部分示意图，该通道导槽交叉具有双极板的多个导槽17'中的入口导槽部156和出口导槽部158之间的偏移变化量。在本文中，偏移意味着，入口导槽部156与金属压条密封24之间的附接点和出口导槽部158与金属压条密封24之间的附接点沿着金属压条密封24中的纵向距离d1空间地偏移，以使得入口导槽部72和出口导槽部94并未完全地对齐。在图4a中，轴线a1延伸通过入口导槽部156和出口导槽部158两者的中心，因此，这里为零偏移。在图4b和4c中，延伸通过入口导槽部156的中心的轴线a1与延伸通过出口导槽部158的中心的轴线a2偏移偏移距离d1。图4b示出了这样一种情况：当d1等于入口导槽部156和出口导槽部158在它们各自的基底处的平均宽度(其基底处的组合的平均宽度，在与金属压条密封24'的交叉点)的一半。理解的是，入口导槽部72和出口导槽部的横截面可以为各种形式，例如但不限于，梯形横截面。us专利申请号15/85795公开了具有弯曲横截面的导槽部，且本申请的全部公开内容在此作为参考被并入本文。

尽管在单个双极板中，每个入口导槽部156可能或可能并不与相应的出口导槽部158相对齐(如在图4a-4c中所示)，理解的是，如在图5和6中所示，第一双极板12中的导槽17'(为入口导槽部156和出口导槽部158的形式)可与相邻的第二双极板14中的导槽17'相偏移。参考图5，在第一双极板中的导槽17'与第二双极板中的导槽17”相间隔开并相偏移。参考图6，在第一双极板中的导槽17'与第二双极板中的导槽17”相邻近并相偏移。由于相邻板之间的导槽17’、17”偏移，当相邻双极板被堆叠在一起，金属压条密封24’、24”内的压力流保持相对均匀。理解的是，如在图5-7、10和11中所示，燃料电池堆中的任何两个相邻板的导槽17’、17”彼此相互偏移。

现参考图8-14，金属压条密封24、第一板凸起和第二板凸起的另一实施例被示出，在这里，金属压条密封接合部104靠近于双极板12、14的周边(参见图12-14)。理解的是，尽管在图8中示出了双极板16，双极板16可为第一双极板12或第二双极板14。理解的是，双极板16由两个金属元件56、58形成。尽管双极板16可以为第一双极板12或第二双极板14，理解的是，双极板16中的凸起15与相邻双极板中的凸起相偏移(参见图10-11)。可靠近于气体扩散层21、23设置的“内部的”金属元件56(在图1中示出)包括限定反应物流场18的第一侧86以及限定冷却剂流场68的第二侧88。反应物流场18为预定流场模式18，其可为该实例的形式，非限制性列表：摆动的模式、直线模式或蜿蜒的模式。预定流场模式可能邻近于气体扩散层的表面(在图8中未示出)。冷却剂流场68限定在用于每个第一和第二双极板12、14的两个金属元件56、58之间。理解的是，冷却剂和反应物流场18、68(图2和8)可以各种形式配置。用于反应物和冷却剂流场18、68的非限制性实例配置可为在图1中示意性示出的蜿蜒路径，或如在图2中所示的波状，或可以为如在图8中所示出的多个平行通道。

如所示，在图8中，示出了非限制性实例双极板12、14、16的金属元件56、58。内部金属元件56附接至外部金属元件58以限定冷却剂流动路径68(在图2中示出)。同样，至少一个金属元件可限定凸起15(为多个导槽的形式)或开口腔体/凹槽17，其于相同的双极板16中的相关联的金属压条密封24相连通。再者，如在图8中所示，在当前的非限制性实施例中的相关联的金属压条密封24限定成靠近每个双极板16的周边。示出的凸起15(为多个导槽17的形式)可为第一板凸起或第二板凸起。还理解的是，凸起15可沿着如在图8中所示的外部金属压条密封的侧面长度的至少一部分延伸，或者沿着外部金属压条密封的整个长度延伸。还理解的是，凸起15还可包括绕着燃料和氧化剂歧管孔64、66的形成部(如先前在图2-7中示出)，在这里，凸起15、25、27(导槽17)与绕着那些歧管孔142-152的金属压条密封24、100、102相连通。

参考图8，燃料歧管孔64(用于氢)被提供用于供应和移除。氧化剂歧管孔66(用于氧)也被提供用于供应和移除。尽管在图8中示出的歧管空被示出为三角形的，如在图2中所示，歧管孔可为圆形的、矩形的或任何形状。如所示，燃料歧管密封区域和氧化剂歧管密封区域处于燃料歧管孔和氧化剂歧管孔66的周边处。歧管密封区域可在从内部/外部金属元件56、58的表面的基本上垂直的方向上延伸，以便提供与相应的mea(在图1中示出为元件8、10)的接触。氧化剂歧管孔66仅仅提供氧化剂流至阴极室以及从阴极室流出。

现参考图9，示出了根据本发明的第一或第二双极板12、14、16中的一个的另一非限制性实例的平面视图。气体扩散层21、23和子垫片26、28、30、32设置在具有波状金属压条密封24(代替直线金属压条密封)的相应的双极板12、14、16上。在图9中示出的实施例因此包括波状金属压条密封24，且凸起15的形式为与波状金属压条密封24相连通的多个导槽17。再者，当双极板16被堆叠在一起时，理解的是，如在图10(侧视图)和11中所示，第一双极板12中的导槽17与相邻双极板14中的导槽17相偏移，以便提供贯穿金属压条密封的大致均匀的压力，假定用于每个双极板12、14的金属压条密封并未遭受指定点处的集中压力-假定相邻双极板中的导槽并未在另一个上直接施加压力。双极板12、14、16的凸起15(其可具有各种配置)可为与金属压条密封相流体连通的导槽17的形式。

现参考图10-11，示出了本发明的pem燃料电池的偏移导槽的各种非限制性实例的部分的、示意性横截面视图。金属压条密封从图10和11中移除，以便示出彼此相互偏移的第一板凸起(导槽17)和第二板凸起(导槽)。因此，用于第一和第二双极板两者的每个金属压条密封24中的压力保持相当的均匀，当双极板被堆叠在一起时，假定相邻双极板16中的导槽17(其支撑相关联的金属压条密封)为偏移的。鉴于金属压条密封接合部104处的平均压力分布，本发明的燃料电池提供了降低的反应物泄露风险。

因此，如以上所描述，提供了一种燃料电池120，其包括第一双极板12、第二双极板16、第一和第二子垫片30、32(在图1中示出)和气体扩散层21、23。第二双极板14限定第二板金属压条密封，以及与该第二板金属压条密封相流体连通的第二板凸起。第一双极板12限定第一板金属压条密封100，以及与该第一板金属压条密封100相流体连通的第一板凸起25。气体扩散层23可设置在相应的第一双极板12与第二双极板14之间。第一和第二板凸起25、27可以，但不是必然地，为在第一和第二双极板12、14中的每个中形成的导槽17(如在图5、12、14中所示)。导槽17客具有变化的长度。然而，一些或每个导槽17可垂直地缩短，以使得导槽17并不与气体扩散层21、23相干涉。然而，在导槽17并未垂直地缩短地事件中，导槽17可以调整气体扩散层21、23的位置，在这里可能发生这种干涉-如在图13和14中所示。

还理解的是，导槽(或导槽凸起)17可部分地偏移(在图7中示出)或完全地偏移(在图5中示出)，由于用于每个双极板的导槽17’、17”从每个相应的金属压条密封24、24'延伸远离。

尽管在前述详细说明中已经呈现了至少是一个实例性实施例，应当理解的是，存在大量变型。还应理解的是，一个或多个实例性实施例仅作为实例，且并不意于以任何方式限制本发明的范围、适用性或配置。相反，前述详细说明将为本领域技术人员提供用于实现一个或多个实例性实施例的便利的指示。应当理解的是，在不脱离如在所附权利要求和其合法等价物中所述的本发明的范围的情况下，可对元件的功能和布置作出各种变化。