PROCEDIMIENTO DE FABRICACION DE UN SOPORTE PARA UN SISTEMA DE PILA DE COMBUSTIBLE, SOPORTE Y SISTEMA OBTENIDOS MEDIANTE UN PROCEDIMIENTO DE ESTE TIPO.
Procedimiento de fabricación de un soporte de fluidos para un sistema de pila de combustible que comprende las etapas siguientes:
(a) se extruye un parisón (19) de material termoplástico que comprende dos paredes opuestas,
(b) se dispone el parisón en un molde (10a, 10b) que define unas cavidades primera y segunda (11a, 11b, 14a, 14b) alejadas una de otra,
(c) se cierre el molde de manera que se crea, en una zona (16a, 16b) del molde comprendida entre las cavidades primera y segunda, una zona intermedia en la que las dos paredes del parisón se juntan de manera estanca al gas,
(d) se insufla un gas dentro del parisón en cada cavidad, para pegar las paredes del parisón sobre el molde en cada cavidad para formar un conducto (31, 34) en cada cavidad, y
(e) se abre el molde
Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E08305436.
Solicitante: L'AIR LIQUIDE, SOCIETE ANONYME POUR L'ETUDE ET L'EXPLOITATION DES PROCEDES GEORGES CLAUDE.
Nacionalidad solicitante: Francia.
Dirección: DIRECTION DE LA PROPRIETE INTELLECTUELLE 75 QUAI D'ORSAY,75007 PARIS.
Inventor/es: ROUSSIN-BOUCHARD,XAVIER, SIRAC,DENIS, CLARY,NANCY.
Fecha de Publicación: .
Fecha Solicitud PCT: 30 de Julio de 2008.
Fecha Concesión Europea: 26 de Mayo de 2010.
Clasificación Internacional de Patentes:
- H01M8/24B2E
- H01M8/24D4
Clasificación PCT:
- H01M8/24 ELECTRICIDAD. › H01 ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS. › H01M PROCEDIMIENTOS O MEDIOS, p. ej. BATERÍAS, PARA LA CONVERSION DIRECTA DE LA ENERGIA QUIMICA EN ENERGIA ELECTRICA. › H01M 8/00 Pilas de combustible; Su fabricación. › Agrupación de celdas de combustible, p. ej. apilamiento de pilas de combustible.
Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Eslovenia, Finlandia, Rumania, Chipre, Lituania, Letonia, Ex República Yugoslava de Macedonia, Albania.
Fragmento de la descripción:
Procedimiento de fabricación de un soporte para un sistema de pila de combustible, soporte y sistema obtenidos mediante un procedimiento de este tipo.
La presente invención se refiere a los procedimientos de fabricación de soportes para sistemas de pila de combustible, a los soportes y sistemas obtenidos mediante tales procedimientos de fabricación.
Más particularmente, la invención se refiere a un procedimiento de fabricación de soportes para sistemas de pila de combustible.
De manera clásica, un sistema de pila de combustible comprende un bloque de pila de combustible, que comprende un compartimiento catódico, en el que se reduce el oxígeno del aire, con producción de agua, así como un compartimiento anódico, en el que se produce la oxidación del hidrógeno.
Una membrana de tipo intercambiadora de iones separa físicamente los compartimientos catódico y anódico, mientras que estos últimos están conectados mediante un circuito eléctrico exterior.
El compartimiento catódico está provisto de un conducto de entrada de aire, así como de un conducto de evacuación de este aire empobrecido en oxígeno, mezclado con agua.
De manera análoga, el compartimiento anódico se comunica con una línea de entrada de hidrógeno, así como con una línea de evacuación del hidrógeno consumido.
Este último se mezcla con una fracción de agua, que se ha producido al nivel del cátodo y ha atravesado la membrana de separación. Asimismo se mezcla nitrógeno, habiéndose difundido a través de esta membrana, con el hidrógeno, así como con posibles impurezas, inicialmente presentes en el hidrógeno. Estos fluidos circulan entre el bloque de pila de combustible y uno o varios soportes de fluido del sistema, que tienen como función, entre otras cosas, garantizar esta circulación en el conjunto del sistema.
Soportes de este tipo se han descrito ya en numerosos documentos. Sin embargo, clásicamente se realizan en forma de una pieza moldeada que forma varios canales sobre la que se ponen cubiertas superior e inferior que ofrecen una función de interfaz fluida de los canales con los otros elementos del sistema. Podría hacerse referencia, por ejemplo, al documento US 6.541.148. El documento EP 1104877 describe un condensador de un sistema de climatización de vehículo que comprende un colector metálico extrudido que delimita de manera monobloque dos canales de fluido. El documento WO 2008/0508165 (técnica anterior en el sentido del articulo 53(3) CPE (1973)) describe una pila de combustible provista de un soporte monobloque moldeado definiendo cavidades abiertas distintas.
Sin embargo se sigue intentando mejorar tales soportes, en particular la estanquidad al gas entre los diferentes canales, utilizando al mismo tiempo procedimientos de fabricación que sean fiables industrialmente.
Con este fin se prevé un procedimiento de fabricación de un soporte de fluidos para un sistema de pila de combustible que comprende las siguientes etapas:
Gracias a estas disposiciones, se pone en práctica un procedimiento simple y bien establecido para realizar de una vez una pieza que presenta de manera intrínseca una fuerte estanquidad entre sus canales de fluido.
En ciertos modos de realización de la invención, se puede eventualmente recurrir además a una y/u otra de las disposiciones siguientes:
Según la invención, los al menos dos conductos (o canales) estancos uno con respecto al otro respecto al fluido y la zona intermedia forman una única pieza monobloque. Es decir que los al menos dos conductos "cerrados" y la zona intermedia se forman de una pieza monobloque y no necesitan una primera pieza moldeada que actúe conjuntamente con una cubierta complementaria distinta (para cerrar dichos conductos).
En ciertos modos de realización de la invención, se puede eventualmente recurrir además a una y/u otra de las siguientes disposiciones:
Según otro aspecto, la invención se refiere a un sistema de pila de combustible que comprende una pila de combustible y un soporte de fluido que comprende al menos dos conductos separados entre sí de manera estanca al gas por una zona intermedia obtenida juntando en un molde dos paredes opuestas de un parisón extrudido, formando los conductos y la zona intermedia una única pieza monobloque, caracterizado porque el soporte comprende además una boquilla realizada de un material que presenta el mismo punto de fusión que el material del parisón, en comunicación de fluidos con un conducto, y que comprende al menos un primer extremo unido de manera estanca al gas al conducto mediante fusión de material con el parisón, y un segundo extremo adaptado para conectarse fluídicamente con otra boquilla o con una pila de combustible, conectándose el soporte fluídicamente con la pila de combustible.
Otras características y ventajas de la invención se pondrán de manifiesto en el transcurso de la descripción siguiente de una de sus formas de realización, dada a modo de ejemplo no limitativo, con respecto a los dibujos adjuntos. En los dibujos:
la figura 1 es una vista esquemática en perspectiva de un ejemplo de sistema de pila de combustible,
la figura 2 es una vista en perspectiva de un semimolde según un ejemplo de realización,
la figura 3 es una vista en perspectiva de un semimolde complementario al semimolde de la figura 2,
las figuras 4a-4e son vistas esquemáticas en corte transversal que ilustran diferentes etapas sucesivas de un procedimiento de fabricación que utiliza un molde del tipo representado en las figuras 2 y 3, y
la figura 5 es una vista en perspectiva de un soporte de fluido obtenido según un ejemplo de realización.
En las diferentes figuras, las mismas referencias designan elementos idénticos o similares.
La figura 1 representa un ejemplo de sistema 1 de pila de combustible que comprende clásicamente una o varias pilas 2 que proporcionan una alimentación eléctrica a una carga a partir de flujos...
Reivindicaciones:
1. Procedimiento de fabricación de un soporte de fluidos para un sistema de pila de combustible que comprende las etapas siguientes:
2. Procedimiento de fabricación según la reivindicación 1, en el que,
durante la etapa (b), se dispone una boquilla (18) al nivel de una cavidad del molde,
durante la etapa (d), el parisón (19) se une a la boquilla de manera estanca al gas,
comprendiendo el procedimiento además una etapa (f) durante la que se perfora el parisón para formar una comunicación de fluidos entre la boquilla y el conducto formado en la cavidad.
3. Procedimiento de fabricación según la reivindicación 2, en el que,
4. Procedimiento de fabricación según la reivindicación 2 ó 3, en el que el parisón (19) y la boquilla (18) se realizan de materiales que tienen el mismo punto de fusión, preferiblemente del mismo material.
5. Procedimiento de fabricación según una de las reivindicaciones 2 a 4, en el que se encaja de manera estanca al gas en una boquilla (18) un extremo de un tubo (26) de conexión que comprende al menos otro extremo adaptado para conectarse fluídicamente a otra boquilla o a una pila de combustible.
6. Procedimiento de fabricación según la reivindicación 5, en el que se dispone en al menos un tubo de conexión un elemento (25) de regulación adaptado para regular un caudal de gas en el tubo.
7. Procedimiento de fabricación de un soporte de fluido de pila de combustible, en el que se ensamblan al menos dos piezas obtenidas cada una mediante un procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores.
8. Sistema de pila de combustible que comprende una pila de combustible y un soporte de fluido que comprende al menos dos conductos (31, 34) separados entre sí de manera estanca al gas por una zona intermedia (21) obtenida al juntar en un molde dos paredes opuestas de un parisón extrudido, formando los conductos y la zona intermedia una única pieza monobloque, caracterizado porque el soporte comprende además una boquilla (18) realizada de un material que presenta el mismo punto de fusión que el material del parisón, en comunicación de fluidos con un conducto, y que comprende al menos un primer extremo unido de manera estanca al gas al conducto mediante fusión de material con el parisón, y un segundo extremo adaptado para conectarse fluídicamente con otra boquilla o con una pila de combustible, conectándose el soporte fluídicamente con la pila de combustible.
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