本发明涉及用于燃料电池的双极板，该双极板包括两个压花的半板。此外，本发明涉及用于生产双极板的方法。
背景技术：
1、用于燃料电池的各种双极板例如从公开文献de 10 2017 130 489 a1和wo 2018/141319 a1中是已知的。已知的双极板包括具有孔样式的第一波纹板以及以密封的方式布置在波纹板上的第二板。第一板的孔样式设置成用于供大致横向于波形的气体通过。这样设置的双极板特别地在流量分配方面得到优化。
2、例如从de 20 2016 107 302 u1中已知另一种用于电化学系统的双极板。已知的双极板包括半板，所述半板被称为分隔器板。分隔器板具有用于供介质通过的通孔。分隔器板的分配区域或收集区域设置有多个腹板，穿过所述多个腹板形成有与通孔流体连通的通道。此外，分隔器板形成流场，流场经由分配区域或收集区域与贯通开口流体连通并且具有用于引导介质通过流场的导引结构。另外，存在连续、降低的过渡区域，该过渡区域布置在分配区域或收集区域与流场之间。在根据de 20 2016 107 302 u1的装置中，过渡区域内的导流结构的高度小于流场中的结构的高度，其中，高度在每种情况下都是垂直于分隔器板的平坦表面平面测量的。
3、从ep 3 529 842 b1已知一种用于生产供燃料电池用的分隔器板的方法。作为该方法的一部分，使用材料混合物，材料混合物包含作为主要成分的碳粉并且另外包含各种塑料成分。
4、de 10 2017 118 319 a1公开了一种用于可以在燃料电池或电解器中使用的双极板的涂层。所提出的涂层是包含贵金属和非金属化学元素的均质或异质的固态金属溶液。
5、与上述现有技术相比，本发明的目的是在流体方面或流动相关方面以及生产相关方面进一步开发用于燃料电池的双极板。
技术实现思路
1、根据本发明，该目的通过具有权利要求1的特征的双极板来实现。同样，该目的通过根据权利要求7的用于生产双极板的方法来实现。下面结合生产方法解释的本发明的实施方式和优点在经必要修改后还适用于装置、即双极板，并且下面结合装置、即双极板解释的本发明的实施方式和优点在经必要修改后还适用于生产方法。
2、双极板包括两个压花的半板，所述两个半板一者位于另一者的顶部上并且具有矩形、长形的基本形状，其中，借助于半板形成有冷却剂端口以及置于半板的纵向侧部上的介质端口。紧邻端口还存在由半板形成并设置成用于冷却剂分配和介质分配的分配场、以及布置在双极板的两个侧部上的有效场。
3、在分配场内，半板的压花形成为使得为从相应的端口朝向布置在双极板的相反的纵向侧部上的端口流动的介质提供增大的自由流动横截面，并且该端口旨在用于供燃料电池的另一种介质通过。因此实现的流动横截面的有针对性的加宽使得可以实现介质、即包含氧气的气体、特别是空气以及另一种包含氢气的气体特别均匀地流动通过燃料电池。
4、具体地，通过使形成在半板之间的冷却剂通道的高度沿半板的横向方向减小来实现增大的流动横截面。另外或替代性地，可以通过压花元件引导流动的不同表面区域来实现流动横截面的变化。在设置有不同的压花深度的情况下，流体连接至介质端口并且距离最远的边缘通道的高度比位于分配场中并由相同端口供应的最近的介质通道的高度大例如至少15％。
5、根据各种可能的实施方式，在边缘通道与平行于有效场延伸的旁路之间提供流体连接。旁路并不有助于电力的产生。然而，通过边缘通道的横截面的扩大而促进的通过旁路的流动是可以接受的，因为边缘通道以特别低的阻力供应流动介质在均匀利用有效场方面被认为是有利的。
6、分配场不必在其整个表面上具有均匀的结构。例如，分配场包括与端口邻接的横向分配区域以及布置在该区域与有效场之间的纵向分配区域。术语“横向分配区域”和“纵向分配区域”旨在表示介质、即通常为气体在相关区域中主要分别沿整个长形的双极板的横向方向或纵向方向分布。
7、例如，横向分配区域可以被设计为波纹型场并且因此具有特别良好的混合效果的特征。另外，波纹型场可以被设计成使得其在半板的横向方向上并且因此整个双极板的横向方向上可以以特别低的阻力被流动通过。因此，横向方向可以表示分配场的至少一部分的优选方向。另一方面，纵向分配区域呈现为例如凹槽结构，其中，大致直的凹槽沿双极板的纵向方向延伸并且可选地朝向有效场成扇形展开，通过该凹槽结构形成有单独的通道。
8、双极板可以通过下述方法来生产：将两个半板压花成使得每个半板在其宽度上具有不均匀的压花深度，并且将一者位于另一者的顶部上的两个半板接合以形成双极板，该双极板在半板之间具有高度不均匀的冷却剂通道。在这方面，在双极板的操作期间，冷却剂的主要流动方向与半板的纵向方向相对应，其中，半板的背离冷却剂通道的两个外表面界定介质通道，所述介质通道与半板的不均匀的压花深度相对应地同样具有不均匀的高度，并且被设计成在主要流动方向和横向方向上传导介质。此处，介质流动横截面从由半板中制成的开口形成的端口开始沿横向方向连续地或不连续地变宽。
9、在生产方法的可能的实施方式的上下文内，通常相对于彼此不完全镜像对称的两个半板以一者位于另一者的顶部上的方式放置成使得在第一半板的外表面上形成有用于第一介质的流动通道，该第一介质以在第一横向方向上的流动分量、即运动分量流动，其中，同时在第二半板的相反的外表面上形成有用于第二介质的流动通道，该第二介质以在相反的横向方向上、特别是主流动方向上的流动分量流动，并且在彼此相反的方向上延伸的流动通道具有在相应的另一流动通道的起始方向上增加的高度。
1.一种双极板(1)，所述双极板具有两个压花的半板(2，3)，所述半板一者位于另一者的顶部上并且具有矩形、长形的基本形状，其中，借助于所述半板(2，3)形成有冷却剂端口(5)以及置于所述半板(2，3)的纵向侧部上的介质端口(6，7)、紧邻所述端口(5，6，7)布置并设置成用于冷却剂分配和介质分配的分配场(8)、以及活性区域(9)，并且其中，在所述分配场(8)内形成有压花结构(4)，使得为从相应的所述端口(6，7)朝向布置在相反的所述纵向侧部上的所述端口(7，6)流动的介质提供增大的自由流动横截面。
2.根据权利要求1所述的双极板(1)，其特征在于，通过使形成在所述半板(2，3)之间的冷却剂通道(21)的高度沿所述半板(2，3)的横向方向减小来实现增大的所述流动横截面。
3.根据权利要求2所述的双极板(1)，其特征在于，距离相关联的所述端口(6，7)最远的边缘通道(27)的所述高度比位于所述分配场中并由相同的所述端口(6，7)供应的下一个介质通道(22，23)的所述高度大至少15％。
4.根据权利要求3所述的双极板(1)，其特征在于，所述边缘通道(27)过渡到位于所述有效场(9)侧面的旁路(24)中。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的双极板(1)，其特征在于，所述分配场(8)包括与所述端口(5，6，7)邻接的横向分配区域(25)以及布置在所述区域(25)与所述有效场(9)之间的纵向分配区域(26)。
6.根据权利要求5所述的双极板(1)，其特征在于，所述横向分配区域(25)被设计为波纹型场。
7.一种用于生产双极板(1)的方法，其中，两个半板(2，3)被压花成使得每个半板(2，3)在所述半板的宽度上具有不均匀的压花深度，并且两个所述半板(2，3)以一者位于另一者的顶部上的方式接合，以便形成双极板(1)，所述双极板在所述半板(2，3)之间具有高度不均匀的冷却剂通道(21)，其中，冷却剂的主要流动方向对应于所述半板(2，3)的纵向方向，并且其中，所述半板(2，3)的背离所述冷却剂通道(21)的外表面界定介质通道(22，23)，所述介质通道与所述半板(2，3)的不均匀的压花深度相对应地同样具有不均匀的高度，并且被设计成在所述主要流动方向和横向方向上传导介质，其中，介质流动横截面从端口(6，7)开始沿所述横向方向变宽，所述端口由所述半板(2，3)中形成的开口形成。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述半板(2，3)以一者位于另一者的顶部上的方式放置成使得在第一半板(2)的外表面上形成有用于第一介质的流动通道(22)，所述第一介质以在第一横向方向上的流动分量流动，其中，同时在第二半板(3)的相反的外表面上形成有用于第二介质的流动通道(23)，所述第二介质以在相反的横向方向上的流动分量流动，并且在彼此相反的方向上延伸的所述流动通道(22，23)具有在相应的另一所述流动通道(23，22)的起始方向上增加的高度。