PARTE CONSTITUYENTE PARA UNA PILA DE COMBUSTIBLE.

La presente invención se refiere a una parte constituyente para una batería de combustible formando un conjunto de elementos constituyentes para la batería de combustible. Antecedentes de la invención Como se muestra en la figura 15, la batería de combustible tiene un separador (electrodo captador) 51 constituido por una placa de carbono o similar, una porción de electrodo de reacción (MEA) 52 constituido por un producto integrado de un electrodo con catalizador (capa catalizadora) que sostiene un catalizador Pt y una membrana de electrolito (membrana intercambiadora de iones), para reaccionar un gas, una capa de difusión de gas (GDL) 53 hecha de una fibra de carbono o similar para favorecer una difusión de gas, y una junta (sello) 54 para sellar el gas o un refrigerante, como elementos constituyentes principales. Sin embargo, en la técnica anterior, dado que la estructura está hecha tal que estos elementos constituyentes están montados de manera secuencial en un momento del montaje de la batería de combustible, existe el problema de que se requiere mucho trabajo y tiempo para el montaje. Además, en los últimos tiempos, se ha inventado un producto moldeado de manera solidaria del separador 51 y la junta 54 en el cual la junta está formada de manera solidaria con la placa de carbono (referencia a la solicitud de patente japonesa sin examinar No. 2000-133288), y de acuerdo con esta técnica anterior, es posible reducir una hora de trabajo requerido para montar el separador 51 con la junta 54. Sin embargo, todavía existe el problema de que se requieren muchas horas de trabajo para el montaje de las otras partes, tales como la capa de difusión de gas 53 y similares. La capa de difusión de gas 53 está hecha de manera general de la fibra de carbono, y no puede unirse a la placa de carbono. En consecuencia, es difícil de posicionar en el momento del montaje, y se requiere un dispositivo tal para posicionar o similar. Además, en la técnica anterior, como se muestra en la figura 16, dado que las capas de difusión de gas 53 están en un estado para ser introducidas dentro de los separadores 51, en el caso de montar los separadores 51 y las capas de difusión de gas 53 como elementos independientes, se dejan unos espacios 55 en una periferia de las capas de difusión de gas 53. En consecuencia, dado que los espacios 55 forman un paso de atajo para el flujo de tal manera que se evita que el gas se difunda, existe el problema de que se reduce la eficacia en la generación de energía de la batería de combustible por la razón anterior. Además, dado que la capa de difusión de gas es un cuerpo poroso hecho de fibra de carbono o similar, una porción vacía de la capa de difusión de gas forma un paso de flujo para el escape de gas desde un lado interior de paso de flujo de gas hacia un lado exterior respecto a la junta, en el momento de laminar la junta en la capa de difusión de gas para así sellar, de manera que hay el problema de que el gas se escape. Además, se presurizan unas porciones entre la capa de difusión de gas, y la junta y el separador por un sellado, sin embargo, existe el riesgo de que una parte de la capa de difusión de gas se aplaste o se rompa. Además, como se muestra en las figuras 17 y 18, en otra técnica anterior, se forma una porción periférica de borde de una membrana de electrolito (membrana intercambiadora de iones) 62 en una porción de electrodo de reacción (MEA) 61, en la cual se fijan las capas de difusión de gas (GDL) 64 a ambas superficies, de tal manera que se extiende en una dirección plana, y se disponen unos sellos 65 tales que se disponen unos empaquetados o similares en ambas superficies de la porción periférica de borde, con lo cual se constituye una porción de sellado de una pila de batería de combustible. La porción de electrodo de reacción 61 se forma mediante la integración de la membrana de electrolito 62 con electrodos, con un catalizador (capas catalizadoras) 63 dispuesto en ambas superficies de la misma, se constituye un UEA (conjunto unitario de electrodo) 66 por la porción de electrodo de reacción 61 y las capas de difusión de gas 64 fijadas a ambas superficies de la misma, y el UEA 66 se introduce y se sostiene entre un par de separadores (electrodos captadores) 67, con lo cual se constituye una pila de batería de combustible. Entre los elementos constituyentes mencionados anteriormente, dado que las capas de difusión de gas 64 son cuerpos porosos hechos de una fibra de carbono, una fibra metálica o similar, y están montados entre un par de separadores 67 para comprimirse en un estado montado, se genera de manera sencilla una tensión permanente. Sin embargo, en esta técnica anterior, dado que las capas de difusión de gas 64 están fijadas a la porción de electrodo de reacción 61 como se menciona anteriormente, es necesario intercambiar todo el UEA 66 en el caso de que se requiera realmente una sustitución, de manera que se incrementa el coste de manera importante debido a que se incluye en el mismo la membrana de electrolito 62 correspondiente a una parte comparativamente cara. 2   El documento US 6 020 083 divulga un conjunto de membrana de electrolito para pilas de combustible PEM (membrana intercambiadora de protones). Se crea una forma solidaria mediante una capa de difusión de gas y un sello de elastómero impregnado. El documento US 5 284 718 divulga un electrodo de membrana y un conjunto de sello para una pila de combustible electroquímica. Se crea una forma solidaria mediante dos láminas porosas conductivas de electricidad, un material electrolito y dos juntas sólidas pre-formadas. La presente invención está hecha teniendo en cuenta las cuestiones anteriores, y un objeto de la presente invención es proporcionar una parte constituyente para una batería de combustible que puede reducir una hora de trabajo del montaje de los elementos constituyentes para la batería de combustible, y adicionalmente a lo cual, otro objetivo de la presente invención es proporcionar una parte constituyente para una batería de combustible que puede mejorar la eficacia en la generación de energía de la batería de combustible, y puede lograr una excelente propiedad de sellado. Además, otro objetivo de la presente invención es proporcionar una parte constituyente para una batería de combustible que puede mejorar la propiedad de sustitución y la propiedad de mantenimiento de los elementos constituyentes para la batería de combustible y puede limitar el coste de las partes. Además, adicionalmente a lo cual, otro objetivo de la presente invención es proporcionar una parte constituyente para una batería de combustible que puede limitar una tensión de compresión permanente en la junta a un nivel comparativamente pequeño, en un producto integrado de la capa de difusión de gas y la junta o un producto integrado de la capa de difusión de gas, la junta y el separador. Descripción de la invención A fin de lograr los objetos mencionados anteriormente, de acuerdo con la presente invención, se proporciona una parte constituyente para una batería de combustible comprendiendo las características de la reivindicación 1. Además, se expone una parte constituyente alternativa para una batería de combustible en la reivindicación 5. Se exponen desarrollos adicionales en las reivindicaciones dependientes. En la reivindicación 1 de la presente invención, se proporciona una parte constituyente para una batería de combustible caracterizada por el hecho de que están formados de manera solidaria un separador hecho de una placa de carbono, una capa de difusión de gas hecha de fibra de carbono, y una junta hecha de un material endurecido de caucho líquido. Además en la reivindicación 2 de la presente invención, se proporciona una parte constituyente para una batería de combustible caracterizada por el hecho de que se proporciona un producto integrado de un separador hecho de una placa de carbono, una capa de difusión de gas hecha de fibra de carbono, y una junta hecha de un material endurecido de caucho líquido, formada de manera solidaria en una superficie en el lado de la capa de difusión de gas del producto integrado. Además, en la reivindicación 3 de la presente invención, se proporciona una parte constituyente para una batería de combustible caracterizada por el hecho de que se proporciona un producto integrado de un separador hecho de una placa de carbono, una capa de difusión de gas hecha de fibra de carbono, y una junta hecha de un material endurecido de caucho líquido, formado de manera solidaria en una superficie en el lado de la capa de difusión de gas del producto integral, y una junta también está formada de manera solidaria en la superficie del lado opuesto. Además, en la presente invención, se proporciona una parte constituyente para una batería de combustible en la cual se aplica un agente adhesivo al separador,... [Seguir leyendo]

1. Parte constituyente para una batería de combustible con un separador (2) hecho de una placa de carbono, en la que una capa de difusión de gas (3) hecha de una fibra de carbono, y una junta (4) hecha de un material endurecido de caucho líquido están formadas de manera solidaria, caracterizada por el hecho de que se aplica un agente adhesivo (5) al separador (2), y un caucho de la junta (4) que penetra dentro de la capa de difusión de gas (3) reacciona con el agente adhesivo (5) en el separador (2), estando de este modo formados de manera solidaria en una manera tal para sujetar la capa de difusión de gas (3) en el mismo. 2. Parte constituyente para una batería de combustible según la reivindicación 1, en la que se proporciona un producto integrado del separador (2) y la capa de difusión de gas (3), y la junta (4) está formada de manera solidaria en una superficie en el lado de la capa de difusión de gas (3) del producto integrado. 3. Parte constituyente para una batería de combustible según la reivindicación 2, en la que una junta (7) también está formada de manera solidaria en la superficie del lado opuesto. 4. Parte constituyente para una batería de combustible según una de las reivindicaciones 1, 2 y 3, en la que están formadas de manera solidaria una capa de difusión de gas (3) hecha de un material poroso, y una junta (4) hecho de un material endurecido de caucho líquido, en la que se aplica un agente adhesivo (5) en una superficie del separador (2), y un agente adhesivo (8) se aplica además en la superficie del lado opuesto, con lo cual se forma de manera solidaria la junta (7). 5. Parte constituyente para una batería de combustible con un separador (2) hecho de una placa de carbono, en la que una capa de difusión de gas (3) hecha de una fibra de carbono, y una junta (4) hecha de un material endurecido de caucho líquido están formadas de manera solidaria, caracterizada por el hecho de que, se proporciona un orificio directo (2b) en el separador, y una parte de un caucho que penetra dentro de la capa de difusión de gas (3) atraviesa el orificio directo (2b) para así alcanzar la superficie del lado opuesto, con lo cual las juntas (4, 7) están formadas de manera solidaria en ambas superficies del separador (2). 6. Parte constituyente para una batería de combustible según la reivindicación 5, en la que se proporciona un producto integrado del separador (2) y la capa de difusión de gas (3), y la junta (4) está formada de manera solidaria en una superficie en el lado de la capa de difusión de gas (3) del producto integrado. 7. Parte constituyente para una batería de combustible según la reivindicación 6, en la que una junta (7) también está formada de manera solidaria en la superficie del lado opuesto. 8. Parte constituyente para una batería de combustible según se reivindica en una de las reivindicaciones 1-4, caracterizada por el hecho de que dicha junta (4) tiene una porción de base plana (4a) alojada en una ranura de alojamiento (2a) del separador (2), y una porción de labio (4b) formada de manera solidaria con la porción de base (4a) y que tiene una forma de sección transversal trapezoidal, sujetando dicha capa de difusión de gas (3) tal que está formada una superficie superior de dicha porción de labio (4b) de dicha junta (4) para sobresalir hacia fuera desde la capa de difusión de gas (3). 9. Parte constituyente para una batería de combustible según se reivindica en una de las reivindicaciones 5-7, caracterizada por el hecho de que dicha junta (4) en un lado de la superficie tiene una porción de base plana (4a) alojada en una ranura de alojamiento (2a) del separador (2), y una porción de labio (4b) que tiene una forma de sección transversal trapezoidal y está formada de manera solidaria con la porción de base (4a) y, sujetando dicha capa de difusión de gas (3) tal que está formada una superficie superior de dicha porción de labio (4b) de dicha junta (4) en el lado de la superficie para sobresalir hacia fuera desde la capa de difusión de gas (3); y dicha junta (7) en la superficie opuesta del separador tiene una porción de base plana (7a) y una porción de labio (4b) que tiene una forma de sección transversal triangular. 19     21   22   23   24     26   27   28   29     31   32   33   34