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ES2289179T3

Fuel cell and method for making such a cell with large active surface and reduced volume

Abstract

Method of manufacturing a fuel cell, said battery comprising a set of elementary cells electrically connected to each other, each elementary cell comprising at least three layers, that is to say a membrane layer placed between a first electrode layer and a second electrode layer , said procedure successively comprising the following steps: - a stage of realization of a plurality of holes (1, 10) in at least two supports (9), each hole leading out of both sides of two opposite faces (9a, 9b) of each support, by means of a first section (1a) of hole and a second section (1b) of hole and each hole having a lateral surface (1c), - a stage of realization of elementary cells on the lateral surface (1c) of each of said holes, - a stage of realization, in at least one of said opposite faces of each support, of a network of electrical connections (11, 12), and of a reagent distribution network, said networks joining the elementary cells between them, constituting the assembly formed by a support, by elementary cells and by said networks a base module (9 ''), - an assembly stage of at least two base modules (9 ''), so that the elementary cells of each base module are placed opposite each other with the elementary cells of the adjacent base module (s); said method being characterized in that, during the stage of realization of the plurality of holes, each hole is made such that at least one of said first or second orifice section (1a, 1b) of each hole has a surface less than the surface of at least one section of said hole taken in a plane parallel to said opposite faces and because, for each hole, The first or second hole section has a surface less than the surface of the other hole section.

ES2289179T3, drawing sheet 1
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  1. 1
    ES 2 289 179 T3 REIVINDICACIONES 1. Procedimiento de fabricación de una pila de combustible, comprendiendo dicha pila un conjunto de células elementales conectadas eléctricamente entre ellas, comprendiendo cada célula elemental al menos tres capas, es decir una capa de membrana colocada entre una primera capa de electrodo y una segunda capa de electrodo, comprendiendo dicho procedimiento sucesivamente las siguientes etapas:- una etapa de realización de una pluralidad de agujeros (1, 10) en al menos dos soportes (9), desembocando cada agujero, de una y otra parte de dos caras opuestas (9a, 9b) de cada soporte, mediante una primera sección (1a) de orificio y una segunda sección (1b) de orificio y presentando cada agujero un superficie lateral (1c), - una etapa de realización de células elementales en la superficie lateral (1c) de cada uno de dichos agujeros, - una etapa de realización, en al menos una de dichas caras opuestas de cada soporte, de una red de conexiones eléctricas (11, 12), y de una red de distribución de reactivos, uniendo dichas redes las células elementales entre ellas, constituyendo el conjunto formado por un soporte, por unas células elementales y por dichas redes un módulo (9') de base, - una etapa de ensamblaje de al menos dos módulos (9') de base, de manera que las células elementales de cada módulo de base sean colocadas enfrente con las células elementales del (de los) módulo(s) de base adyacente(s);estando caracterizado dicho procedimiento porque, durante la etapa de realización de la pluralidad de agujeros, cada agujero está realizado de tal manera que al menos una de dichas primera o segunda sección (1a, 1b) de orificio de cada agujero presenta una superficie inferior a la superficie de al menos una sección de dicho agujero tomada en un plano paralelo a dichas caras opuestas y porque, para cada agujero, la primera o segunda sección de orificio presenta una superficie inferior a la superficie de la otra sección de orificio.
  2. 2
    Procedimiento de fabricación de una pila de combustible según la reivindicación 1, caracterizado porque los agujeros son casi troncocónicos.
  3. 3
    Procedimiento de fabricación de una pila de combustible según la reivindicación 1, caracterizado porque los agujeros tienen casi una forma de pirámide truncada.
  4. 4
    Procedimiento de fabricación de una pila de combustible, según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque cada agujero practicado en cada soporte presenta una primera sección de orificio y una segunda sección de orificio de superficies inferiores a la superficie lateral de dicho agujero.
  5. 5
    Procedimiento de fabricación de una pila de combustible, según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque los agujeros, realizados en cada soporte, son efectuados por grabado.
  6. 6
    Procedimiento de fabricación de una pila de combustible, según la reivindicación 1 a 4 caracterizado porque los agujeros, realizados en cada soporte, son efectuados por ablación láser.
  7. 7
    Procedimiento de fabricación de una pila de combustible, según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el soporte está constituido por un material elegido en un grupo constituido por el silicio, tal como el silicio poroso, el grafito, las cerámicas, los polímeros.
  8. 8
    Procedimiento de fabricación de una pila de combustible según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la realización de las células elementales se efectúa por depósito sucesivo, en la superficie lateral de cada uno de dichos agujeros, de al menos tres capas, para constituir la primera capa de electrodo, la capa de membrana, la segunda capa de electrodo.
  9. 9
    Procedimiento de fabricación de una pila de combustible según la reivindicación 8, caracterizado porque la realización de las células elementales comprende además el depósito de colectores de corriente al nivel de cada capa de electrodo.
  10. 10
    Procedimiento de fabricación de una pila de combustible, según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque el ensamblaje de dos módulos de base, cuando este ensamblaje se coloca enfrente de dos caras carentes de las redes definidas en la reivindicación 1, comprende sucesivamente las siguientes etapas:- una etapa de colocación, en al menos una de dichas caras carentes de redes, de una capa (13) de unión;y - una etapa de solidarización de los módulos de base, al nivel de dichas caras.
  11. 11
    Procedimiento de fabricación de una pila de combustible según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque el ensamblaje de al menos dos módulos de bases, que se colocan enfrente de las caras, de las ES 2 289 179 T3 cuales al menos una está provista de una red de conexiones eléctricas y/o de distribución de los reactivos, comprende sucesivamente las siguientes etapas:- una etapa de camuflaje de la o las caras provistas de la o de las redes por una capa estanca y aislante;- una etapa de alisado de la o de las caras provistas de la o de dichas redes;- una etapa de colocación de una capa de unión en al menos una de las caras que hay que ensamblar;- una etapa de solidarización de dichas caras que hay que ensamblar de dichos módulos de base.
  12. 12
    Procedimiento de fabricación según la reivindicación 10 u 11, caracterizado porque la capa (13) de unión es una capa de constitución idéntica a la capa de membrana o una capa de un material elegido en el grupo constituido por el óxido de silicio o el nitruro de silicio.
  13. 13
    Procedimiento de fabricación de una pila de combustible según la reivindicación 10 u 11, caracterizado porque la capa de unión corresponde a un adhesivo elegido entre los epóxidos, las poliimidas, las siliconas, los polímeros acrílicos.
  14. 14
    Procedimiento de fabricación de una pila de combustible según una cualquiera de las reivindicaciones 10 a 13, caracterizado porque la etapa de solidarización se efectúa por apriete.
  15. 15
    Procedimiento de fabricación de una pila de combustible según una cualquiera de las reivindicaciones 10 a 13, caracterizado porque la etapa de solidarización se efectúa por adhesión molecular.
  16. 16
    Procedimiento de fabricación de una pila de combustible según una cualquiera de las reivindicaciones 10 a 13, caracterizado porque la etapa de solidarización se efectúa por encolado.
  17. 17
    Procedimiento de fabricación de una pila de combustible según la reivindicación 11, caracterizado porque la etapa de camuflaje, la etapa de alisado, la etapa de colocación de la capa de unión se efectúan simultáneamente por colocación de una capa única.
  18. 18
    Procedimiento de fabricación de una pila de combustible según la reivindicación 17, caracterizado porque la capa única es de constitución idéntica a la capa de membrana.
  19. 19
    Procedimiento de fabricación de una pila de combustible según la reivindicación 17, caracterizado porque la capa única es de un material elegido en el grupo constituido por el óxido de silicio y el nitruro de silicio.
  20. 20
    Pila de combustible que comprende:- al menos dos soportes (9) que comprenden una pluralidad de agujeros (1, 10), desembocando cada agujero de una y otra parte de dos caras opuestas (9a, 9b) de cada soporte, mediante una primera sección (1a) de orificio y un segunda sección (1b) de orificio y presentando cada agujero una superficie lateral (1c), - unas células elementales realizadas en la superficie lateral (1c) de cada uno de dichos agujeros, - en al menos una de dichas caras opuestas de cada soporte, una red de conexiones eléctricas (11, 12) y una red de distribución de los reactivos, uniendo dichas redes las células elementales entre ellas, constituyendo el conjunto formado por un soporte, por unas células elementales y por dichas redes un módulo de base, estando ensamblados al menos dos módulos de base de manera que las células elementales de cada módulo de base sean colocadas enfrente con las células elementales del (de los) módulo(s) de base adyacente(s);caracterizada porque cada agujero es tal que al menos una de dichas primera o segunda sección (1a, 1b) de orificio de cada agujero presenta una superficie inferior a la superficie de al menos una sección de dicho agujero tomada en un plano paralelo a dichas caras opuestas y porque, para cada agujero, la primera o segunda sección de orificio presenta una superficie inferior a la superficie de la otra sección de orificio.
Independent claims20