型地，燃料电池组可包括10到30或更多个独立的燃料电池。燃料气体(例如氢气)、含氧气体(例如空气，02等等)、以及冷却剂(例如水)在集管段14和16处被提供。燃料电池12包括被设置在阴极催化剂层24和阳极催化剂层26之间的聚合物离子传导膜22。燃料电池12还包括流场28，30、气体通道32和34、气体扩散层36和38。在细化中，流场28，30是双极板，每个具有阳极侧和阴极侧。具体地，流场28，30由阳极流场板和阴极流场板组合而形成。冷却剂通过冷却通道40被供给。在燃料电池运行期间，燃料比如氢气被供给到阳极侧上的流场板28，氧化剂比如氧气被供给到阴极侧上的流场板30。由阳极催化剂层26产生的氢离子迀移通过聚合物离子传导膜22，它们在阴极催化剂层24反应形成水。这种电化学过程产生流过连接到流场板28和30的负载的电流。
[0026]沿各自燃料电池的边缘的密封对于保证正确的功能和耐久性是很重要的因素。在本发明的细化中，在双极板之间有边缘密封件。在其他细化中，通过组合图3中所示的总的设计的两块板(例如阴极板和阳极板)而形成双极板。在这种情况下，边缘密封件被用于密封这两块板。关于这点，板42包括集管段44、46，侧段48、50，以及应被周围密封的细节部分。这些细节部分包括集管段内的、被用于给燃料电池组中的每个燃料电池提供反应剂气体和冷却剂的开口 52、54、56、58。其他的细节部分比如开口 60被用于提供从板42的一侧到另一侧的流动。在一种变化中，流场板42包括当与相似设计的第二流场板组合时形成通道的波纹62。下面所给出的边缘密封有利地避免了阻塞这些开口。
[0027]参见图4A-E，燃料电池应用的多层边缘密封件的示意图被提供。一般地，双层密封件被应用于第一流场板的一侧，而单个密封层被应用于第二流场板的双侧。在每种情况下，密封层都避免堵塞前面所述的细节部分和活性燃料电池部件。另外，密封件高度部分地形成引导反应剂和冷却剂的管道。图4A提供示出由带图案的多层密封件所部分限定的阴极流动通道的局部截面图。图4B提供了示出由带图案的多层密封件所限定的流动通道的另一局部截面图。图4C提供了示出由带图案的多层密封件所部分限定的冷却通道的局部截面图。图4D提供了示出由带图案的多层密封件所部分限定的边缘段的局部截面图。图4E提供了示出由带图案的多层密封件所部分限定的集管段的局部截面图。图4A-E中所描绘的每种密封段都包括第一流场板72和第二流场板74。在一个细化中，第一流场板72是阴极流场板，而第二流场板74是阳极流场板。在另一个细化中，第一流场板72是阳极流场板，而第二流场板74是阴极流场板。
[0028]仍然参见图4A-E，第一密封层76限定了第一图案并被设置在第一流场板72的第一侧78上。第二密封层80被设置在第一密封层76上从而形成多层密封件81。第二密封层80限定第二图案。第三密封层82被设置在第二流场板74的第一侧84上。第三密封层82具有第三预定密封层厚度。第四密封层88被设置在第二流场板74的第二侧90上。第四密封层88限定第四图案并具有第四预定密封层厚度。第一流场板72与相邻的第二流场板74组合以形成双极板91。在另一种变化中，燃料电池部件，比如扩散介质92和94以及膜电极组件96，被插在第一流场板72和另一个相邻的第二流场板74’之间以形成燃料电池。如前所述，膜电极组件96被插在扩散介质92和94之间。因此，多层密封件81和第四密封层88形成围绕膜电极组件的外周的边缘密封，同时一个任选的子衬垫98被插在多层密封件81和第四密封层88之间。子衬垫98也与膜电极组件96重叠以形成这种边缘密封件。
[0029]如图4A所示，第三密封层82、第一密封层76、以及第一流场板72至少部分地限定了流动通道100(即，用于给燃料电池提供反应剂的隧道)。具体地，通道100包括由第三密封层82、第二流场板74的第一侧84以及第一流场板72的第二侧79所限定的隧道段。通道100还包括由第一密封层76和第一流场板72的第一侧78所限定的通道段。在本文中，“隧道段”包括由流场板和密封层的组合所限定的四个侧面，而“通道段”包括接触扩散材料的一个侧面。第一流场板72限定了连接隧道段和通道段的开口 120。箭头A1示出了反应剂通过通道100的路径。
[0030]如图4B，第三密封层82、第四密封层88、以及第二流场板74至少部分地限定了流动通道108(即，用于给燃料电池提供反应剂的隧道)。具体地，通道108包括由第三密封层82、第二流场板74的第一侧84以及第一流场板72的第二侧79所限定的隧道段。通道108包括由第三密封层82和第二流场板74的第二侧90所限定的通道段。第二流场板74限定了连接隧道段和通道段的开口 110。箭头A2示出了反应剂通过通道108的路径。
[0031]如图4C，第三密封层82、阴极流场板72、和第二流场板74至少部分地限定了冷却通道112 (即，给双极板提供冷却剂的隧道)。具体地，通道112包括由第三密封层82、第二流场板74的第一侧84、和第一流场板72的第二侧79限定的隧道段。箭头A3示出冷却剂通过通道108的路径。
[0032]参见图5A-C，提供如前所述在燃料电池和/或燃料电池组中形成多层密封件的方法。在步骤a)，第一密封层76被丝网印刷在第一流场板72上。第一密封层76限定第一图案并具有第一预定密封层厚度。在一个变化中，第一密封层76通过设有具有以第一掩蔽图案被设置在其上的第一树脂掩蔽材料的第一丝网被形成。第一树脂掩蔽材料阻止通过第一丝网的流动。第一树脂掩蔽材料从第一丝网延伸(即伸出)第一预定掩蔽层厚度。第一丝网被定位在第一流场板72的第一侧78的附近。第一可固化密封件组分被施加给第一丝网，从而使第一可固化密封件组分在没有被第一树脂掩蔽材料阻塞的位置流过丝网并流到第一流场板72上。第一可固化密封件组分至少部分地被固化或完全固化以形成第一密封层76。这样的固化可通过加热固化、UV固化、湿固化、以及使用在应用时被混合的两种子系统的室温固化来完成。被部分固化的变型能在后面步骤中被完全固化。另外，不同的固化机制可被用于部分和完全固化步骤。在步骤b)中，通过在第一密封层76上丝网印刷第二密封层80而形成多层密封件81。第二密封层80限定第二图案并具有第二预定密封层厚度。在一个变化中，第二密封层80通过提供具有以第二掩蔽图案被设置在其上的第二树脂掩蔽材料的第二丝网被形成。第二树脂掩蔽材料阻塞通过第二丝网的流动。第二树脂掩蔽材料从第二丝网延伸第二预定掩蔽层厚度。第二丝网被定位在第一密封层76的附近。第二可固化密封件组分被施加给第二丝网，从而使第二可固化密封件组分在没有被第二树脂掩蔽材料阻塞的位置流过第二丝网并流到第一密封层76上。通过至少部分地固化或完全固化第二可固化密封件组分以形成第二密封层80而形成丝网印刷的多层密封件81。这样的固化可通过加热固化、UV固化、湿固化、以及使用在应用时被混合的两种子系统的室温固化来完成。被部分固化的变型能在后面步骤中被完全固化。另外，不同的固化机制可被用于部分和完全固化步骤。多层密封件81包括第一密封层76和第二密封层80。第二密封层80限定了覆盖至少一部分第一密封层76的第二密封件图案。在细化中，第一预定掩蔽层厚度和第二预定掩蔽层厚度每个都独立地为100-700微米。典型地，第一树脂掩蔽材料和第二树脂掩蔽材料独立地包括已固化的乳液聚合物。
[0033]在步骤c)中，第三密封层82被丝网印刷在第二流场板74的第一侧84上。第三密封层82具有第三预定密封层厚度。在一个变型中，第三密封层82通过提供具有以第三图案在其上设置的第三树脂掩蔽材料的第三丝网被形成。第三树脂掩蔽材料阻塞通过第三丝网的流动并从第三丝网延伸第三预定掩蔽层厚度。第三丝网被定位在第二流场板74的第一侧84的附近。对第三丝网施加第三可固化密封件组分，从而使第三可固化密封件