Verfahren zum Herstellen von plattenförmigen Brennstoffzellenkomponenten, insbesondere Bipolarplatten, sowie nach dem Verfahren hergestellte Brennstoffzellenkomponente

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen von plattenförmigen Brennstoffzellenkomponenten, insbesondere Bipolarplatten, aus thermoplastischem Material mit einer elektrisch und thermisch gut leitfähigen Zusatzkomponente, wobei die plattenförmige Brennstoffzellenkomponente spritzgusstechnisch mittels einer Spritzgussvorrichtung hergestellt wird, die mindestens eine Spritzeinheit und mindestens eine Formeinheit mit einer eine jeweilige Kavität umgebenden Umwandung aufweist.

Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf eine nach dem Verfahren hergestellte plattenförmige Brennstoffzellenkomponente sowie auf eine Vorrichtung zum Herstellen einer solchen plattenförmigen Brennstoffzellenkomponente.

Ein Verfahren dieser Art sowie eine aus modifiziertem thermoplastischem Material hergestellte plattenförmige Brennstoffzellenkomponente, insbesondere Bipolarplatte, ist in der WO 94/25995 A1 als bekannt ausgewiesen. Bei diesem bekannten Verfah- ren ist als bevorzugtes thermoplastisches Material Polyethersulfon (PES) angegeben, zu dem als Vorteil weiterhin genannt ist, dass dieses Material durch Spritzgießen oder Extrusion verarbeitet werden kann und es somit möglich ist, einzelne Bauteile einer Brennstoffzelle untereinander aus PES durch Kunststoffschweißen oder Verkleben miteinander zu verbinden. Um die für die Brennstoffzelle notwendige elektrische Leitfähigkeit zu erzielen, ist das thermoplastische Material durch Einarbeitung leitfähiger Partikel, wie Leitfähigkeitsruß, Graphit oder dergleichen modifiziert, wobei die leitfähigen Partikel in das aufgeschmolzene Polymer gegeben werden. Nähere Angaben zum Spritzgießprozess an sich sind nicht gemacht.

Da derartige plattenförmige Brennstoffzellenkomponenten, wie insbesondere Bipolarplatten bzw. Elektrodenplatten, bei relativ großer flächiger Ausdehnung (z. B. in der Größenordnung eines DIN A4-Formats) sehr dünnwandig ausgebildet sind und in der Regel eine Dicke von unter 1 mm aufweisen, ist ihre spritzgusstechnische Herstellung insbesondere wegen der schnellen Abkühlung in der Formeinheit während des Einspritzvorgangs schwierig. Als Maßnahme gegen ein zu schnelles Abkühlen, bevor die dünne, großflächige Kavität der Formeinheit vollständig ausgefüllt ist, ist es üblich, die Wandung der Kavität während des Einbringens der Schmelzmasse mit Wärme zu beaufschlagen und einen Pressvorgang nachzuschalten. Auf diese Weise kann eine schnelle Wärmeableitung aus der Schmelzmasse während des Spritzgießvorgangs vermieden und ein vollständiges Ausfüllen der Kavität mit der Schmelzmasse erreicht werden, wobei auch berücksichtigt werden kann, dass die mit den leitfähigen Partikeln modifizierte Schmelzmasse für die Anwendung in der Brennstoffzelle eine hohe Wärmeleitfähigkeit besitzt, die ebenfalls zu einer schnellen Wärmeableitung führt. Das Nachpressen erfordert zusätzliche Arbeitsschritte und eine entsprechend aufwändige Ausgestaltung der Spritzgussvorrichtung. Die anschließend erforderliche Abkühlung und Verfestigung der Schmelzmasse bzw. Formmasse vor dem Auswerfen des Formteils in Gestalt der plattenförmigen Brennstoffzellenkomponente verlängert den Spritzgusszyklus noch zusätzlich. Zudem sind die Heizvorrichtung und bei variothermer Ausbildung eine Kühlvorrichtung energieaufwendig.

In der US 2004 / 0 115 505 A1 ist ein Verfahren zum Herstellen von plattenförmigen Brennstoffzellenkomponenten mittels einer Spritzgussvorrichtung gezeigt, wobei ein verstellbares Formteil zum Aufpressen auf das bereits in die Kavität des Formwerkzeugs eingefüllte oder sich gerade im Einfüllzustand befindliche Spritzgussmaterial verwendet wird. Elektrisch leitfähiges Füllmaterial hat einen Anteil von 60 bis 95 Gew.-% der Formmasse. Das verstellbare Formteil und dessen Betätigung erfordern zusätzlichen Aufwand.

Weitere spritzgusstechnische Formvorrichtungen für plattenförmige Formstücke, wobei für den Formvorgang ebenfalls verstellbare Teile des Formwerkzeugs verwendet werden, zeigen die JP 2006-327 051 A und die JP 2009-226 641 A.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen von plattenförmigen Brennstoffzellenkomponenten, insbesondere Bipolarplatten, bereitzustellen, das qualitativ hochwertige plattenförmige Brennstoffzellenkomponenten bei effizienter Herstellung ergibt, und auch entsprechende Brennstoffzellenkomponenten zur Verfügung zu stellen.

Diese Aufgabe wird bei dem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und für plattenförmige Brennstoffkomponenten mit den Merkmalen des Anspruchs 5 gelöst.

Bei dem Verfahren ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das aufgeschmolzene thermoplastische Material mit der Zusatzkomponente als Schmelzmasse mittels der mindestens einen Spritzeinheit unter Druck in den der Geometrie der Brennstoffzellenkomponente unverändert entsprechendem Hohlraum der jeweiligen Kavität der mindestens einen Formeinheit eingefüllt wird und die Wärmeübertragung über die Umwandung so auf die Wärmeleitfähigkeit und Wärmekapazität sowie Einfüllge- schwindigkeit der Schmelzmasse abgestimmt wird, dass mit dieser als Formmasse die jeweilige Kavität vollständig ausgefüllt wird, bevor die Temperatur der Schmelzmasse ihre Schmelztemperatur unterschreitet.

Erfindungsgemäße plattenförmige Brennstoffkomponenten sind solche, die mittels des genannten Verfahrens hergestellt sind, und insbesondere solche, die eine genügende Eigensteifigkeit für die betreffende Anwendung in einer Brennstoffzelle besitzen.

Durch die so beim Spritzgießprozess aufeinander abgestimmten Parameter der Spritzgussvorrichtung und des Spritzgießprozesses umfassend den Zustand und die Eigenschaften der eingespritzten Schmelzmasse, wobei die Wärmeableitung in Abstimmung auf die eingespritzte Schmelzmasse so gering ist, dass diese die Kavität sicher ausfüllt, bevor sie als Formmasse erstarrt, gelingt es, den Spritzprozess und die Formung der plattenförmigen Brennstoffzellenkomponente mit möglichst wenig Energieaufwand effizient und dabei in möglichst kurzer Zeit durchzuführen. Die Wandung um die Kavität wird mit einer genau auf den Spritzgießprozess abgestimmten, angemessenen Temperatur beaufschlagt und kann anschließend bis zur Entformung in entsprechend kurzer Zeit unter die Erstarrungstemperatur abkühlen. Dadurch kann der Spritzzyklus unter möglichst geringem Energieaufwand wesentlich verkürzt und eine effiziente Herstellung plattenförmiger Brennstoffzellenkomponenten erreicht werden. Bspw. kann die Wandung der jeweiligen Kavität mit einer gegenüber der Schmelzmasse deutlich geringeren Wärmeleitfähigkeit (Einheit W/(k m)) mittels eines Kunststoffmaterials entsprechend hoher Temperaturstabilität aufgebaut oder isoliert werden, sodass eine zu schnelle Ableitung der Wärme aus der Schmelzmasse vermieden wird, d. h. bevor die Schmelzmasse das gesamte Volumen der Kavität ausfüllt. Auch ein Aufbau der Wandung aus Metall und gut steuerbaren oder regelbaren Temperierelementen zur schnellen Wärmezufuhr und Wärmeabfuhr ist geeignet, wobei ebenfalls eine wärmeisolierende Umkleidung der Wandung für die Temperaturführung um die Kavität von Vorteil für die effiziente Prozessführung ist. Zur Durchführung des Verfahrens ist vorgesehen eine Spritzgussvorrichtung mit mindestens einer Spritzeinheit zum Zuführen eines thermoplastischen Rohmaterials mit einer elektrisch leitfähigen Zusatzkomponente, insbesondere umfassend Graphitpartikel, und mit mindestens einer Formeinheit, die einen einer Einspritzdüsenanordnung zugeordneten düsenseitigen Formabschnitt und einen einer Auswerferseite zugeordneten auswerferseitigen Formabschnitt aufweist. Der düsenseitige und der auswerferseitige Formabschnitt sind in einer Trennebene mittels einer jeweiligen Trennfläche einander zugewandt. Die mindestens eine Formeinheit umfasst in einer Formteilaufnahme jeweils einen Teil eines jeweiligen Formteils mit einem Formeinsatz und einem Formkern, wobei in dem Formeinsatz eine in der Trennebene öffenbare, bei einem Spritzvorgang geschlossene Kavität ausgebildet ist, die über eine Zuführeinheit mit Heißkanalsystem oder Kaltkanalsystem an die Spritzeinheit angeschlossen ist, um das geschmolzene Rohmaterial als Schmelzmasse in ihren Hohlraum einzuspritzen. Die Geometrie des Hohlraums der Kavität mit der ihn um- wandenden Innenfläche des Formeinsatzes ist während des Formvorgangs bis zum Öffnen der mindestens einen Formeinheit unverändert an die Geometrie der herzustellenden Brennstoffkomponente angepasst. Eine Nachpressvorrichtung, die die Geometrie der Kavität während des Formungsprozesses verändern würde, ist nicht vorhanden.

Ein für die Funktionsweise der Brennstoffzelle vorteilhafter Aufbau der plattenförmigen Brennstoffzellenkomponente bzw. Bipolarplatte wird vorteilhaft dadurch erhalten, dass dem thermoplastischen Material als elektrisch leitfähige Zusatzkomponente Graphit und gegebenenfalls zusätzlich Ruß (höchstens 5 oder 10 oder 25 Gew.-% bzw. höchstens 5 oder 10 oder 25 Vol. -% der Zusatzkomponente) in einem Massenverhältnis größer als 5 %, größer als 20 % oder größer als 30 %, vorzugsweise größer als 50 %, bspw. zwischen 5 % und 90 % oder 95 %, insbesondere zwischen 30 % und 70 % oder 87 %, der leitfähigen Zusatzkomponente an der Gesamtmasse oder dem Gesamtvolumen eines der Spritzeinheit zugeführten Rohmaterials zuge- setzt wird. Als elektrisch leitfähige Zusatzkomponente kommen daneben bzw. zusätzlich auch andere Zusätze in Betracht.

Weitere vorteilhafte Maßnahmen bestehen darin, dass zur effizienten Durchführung des Spritzgussprozesses das thermoplastische Material für die Matrix ein Matrixmaterial mit freiem iT-Elektronensystem, insbesondere PEEK-Material, ist und als leitfähige Zusatzkomponente ausschließlich Graphit verwendet wird. Bei dieser Ausgestaltung geht die Erfindung von der Überlegung aus, dass sich das Graphit im Mat- rixpolymer der Formmasse leitend über das TT-Elektronensystem verbindet, ohne dass die herkömmlich für die leitende Verbindung zugesetzten Leitrußpartikel erforderlich sind. Die Vermeidung von Leitruß lässt eine Verringerung des Füllgrads mit der Zusatzkomponente zu und trägt zur effizienten Durchführung des Spritzgussprozesses bei. Infolge der Vermeidung eines Nachpressens kann die sich beim Spritzvorgang einstellende Ausrichtung der Graphitpartikel als Vorzugsrichtung günstig für gute Leiteigenschaften der hergestellten plattenförmigen Brennstoffzellenkomponente genutzt werden.

Ein weiteres vorteilhaftes Ausgestaltungsmerkmal der plattenförmige Brennstoffkomponente bzw. Bipolarplatte ergibt sich dadurch, dass die plattenförmige Brennstoffzellenkomponente in einer Dicke (d) senkrecht zu ihrer Fläche in Draufsicht von z. B. höchstens 5 mm, insbesondere von höchstens 2 mm, höchstens 1 mm oder höchstens 0,5 mm oder 0,2 mm hergestellt wird, wobei sie eine genügende Eigensteifigkeit zur Verwendung in einer Brennstoffzelle besitzt.

Für den Herstellungsprozess und die Funktion der plattenförmigen Brennstoffzellenkomponente weitere vorteilhafte Maßnahmen bestehen darin, dass die Graphitpartikel eine mittlere Größe Dso im Bereich von 5 pm bis 50 pm oder 100 pm und/oder ein Aspektverhältnis (Dicke zu kleinster Ausdehnung senkrecht zur Dickenrichtung) kleiner als 5, insbesondere kleiner als 1 oder kleiner als 0,5, aufweisen. Eine vorteilhafte Herstellung der plattenförmigen Brennstoffzellenkomponente bzw. Bipolarplatte wird des Weiteren dadurch erreicht, dass die Brennstoffkomponente im Spritzprozess mit mindestens einem Anschlusselement, Befestigungselement, Leitungselement und/oder Dichtungselement durch Einformen und/oder Anspritzen versehen wird. Mit diesen Maßnahmen kann auch die Fertigung der Brennstoffzelle insgesamt und zudem eines Brennstoffzellenstapels wesentlich begünstigt werden, wobei auch eine flexible Abstimmung auf unterschiedliche Einsatzbedingungen ermöglicht wird.

Für einen gut steuerbaren Spritzgussprozess zum effizienten Herstellen der plattenförmigen Brennstoffzellenkomponenten, wie Bipolarplatten, bestehen weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Spritzgussvorrichtung darin, dass zwischen dem Formeinsatz und dem Formkern in dem düsenseitigen und/oder dem auswerferseitigen Formabschnitt Temperiermittel angeordnet sind, und insbesondere darin, dass die Temperiermittel Heizmittel und/oder Kühlmittel umfassen, und bspw. darin, dass die Heizmittel mittels Stromwärme über elektrische Leitungsmittel, induktiv oder mittels eines durch Kanäle geführten Wärmeträgerfluids beheizbar sind und/oder dass die Kühlmittel mittels eines über Kanäle geleiteten Kühlfluids betreibbar sind oder mit einer elektrisch betriebenen Kühleinrichtung versehen sind, und/oder darin, dass zumindest der Formeinsatz aus einem gut wärmeleitfähigen Material, insbesondere Metall oder Keramik, besteht und zumindest der den Formeinsatz und den Formkern umfassende Formteil von wärmeisolierenden Isolierteilen eingefasst ist.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Spritzgussvorrichtung zum Herstellen plattenförmiger Brennstoffzellenkomponenten, wie Bipolarplatten, in einer schematischen Schnittdarstellung, Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel einer plattenförmigen Brennstoffzellenkomponente in schematischer perspektivischer Darstellung und

Fig. 3 in Teilbildern a) und b) Teile eines Formwerkzeugs der Spritzgussvorrichtung im Querschnitt.

Fig. 1 zeigt als Ausführungsbeispiel schematisch eine Spritzgussvorrichtung 1 mit einer Spritzeinheit 2 und einer daran angeschlossenen Formeinheit 3 in einer schematischen Längsschnittdarstellung.

Die Spritzeinheit 2 weist ein Gehäuse 20 mit einem trichterförmigen Einfüllteil 21 sowie eine Fördereinheit 22 mit einer Förderschnecke und einer Antriebseinheit 23 auf.

Die Formeinheit 3 umfasst ein Formteil mit einer entsprechend der herzustellenden plattenförmigen Komponente ausgebildeten Kavität 31 , die von einer Umwandung 30 umgeben ist. Zur Entnahme des durch den Spritzgießvorgang der erhaltenen Komponente, vorliegend der plattenförmigen Brennstoffzellenkomponente 6 (s. Fig. 2), nämlich einer Bipolarplatte, ist die Formeinheit 3 mit einer (nicht näher gezeigten) Öffnungsvorrichtung sowie Entnahme- bzw. Auswerfervorrichtung versehen.

Die Spritzgussvorrichtung 1 kann auch mehrere Spritzeinheiten 2 und/oder Formeinheiten 3 umfassen. Die mindestens eine Formeinheit ist zum Spritzen mit Direktanguss oder zum Spritzen mit einem Verteilersystem (Kalt- und/oder Heißkanalsystem) ausgebildet.

Die Spritzgussvorrichtung 1 weist vorteilhaft eine (nicht gezeigte) mechanische Entlüftung oder eine Vakuumentlüftung der Formeinheit(en) auf. Ferner kann sie vorteilhaft als Zwei- oder Mehrkomponentenwerkzeug ausgeführt werden, mit dem umläufig ein Dichtsystem aus geeignetem Polymermaterial aufgespritzt werden kann. Zur Durchführung des Spritzgießvorgangs wird entsprechend vorbereitetes Rohmaterial 4 aus thermoplastischem Material und Zusatzkomponenten, wie vorliegend insbesondere Graphit und gegebenenfalls auch Ruß, in den Einfüllteil 21 gegeben und darüber der Fördereinheit 22 mit der Förderschnecke zugeführt. Das Rohmaterial 4 wird mittels einer in der Fördereinheit 22 angeordneten Aufwärmvorrichtung über den Schmelzpunkt mit Wärmeenergie beaufschlagt und auf die erforderliche Temperatur der gebildeten Schmelzmasse gebracht, die über eine an der Fördereinheit 22 ausgangsseitig über eine entsprechend ausgebildete Angussstrecke in die Kavität 31 der Formeinheit 3 mit vorgegebenem Einspritzdruck eingefüllt wird, bis die Kavität 31 mit der dann darin enthaltenen Formmasse 5 entsprechend der herzustellenden plattenförmigen Komponente, vorliegend der plattenförmigen Brennstoffzellenkomponente 6, vollständig ausgefüllt ist.

Die zur Modifikation des thermoplastischen Materials in das Rohmaterial 4 einge- brachte/n Zusatzkomponente/n, insbesondere in Form von Graphit und gegebenenfalls Ruß, dient/dienen zum Erreichen der zum Betreiben der Brennstoffzelle bzw. eines Brennstoffzellenstapels erforderlichen elektrischen Leitfähigkeit und auch zum Erreichen einer guten Wärmeleitfähigkeit, um in der Brennstoffzelle entstehende Wärme abzuleiten. Je nach Erfordernis beträgt der Massenanteil oder Volumenanteil der Zusatzkomponente/n an dem Massenanteil oder gegebenenfalls des Rohmaterials für die Herstellung der plattenförmigen Brennstoffzellenkomponente 6 über 5 %, über 20 %, über 30 % oder auch über 40 % und liegt im Bereich zwischen 5 % und 95 %, 20 % und 90 %, zwischen 30 % und 80 % oder zwischen 40 % und 80 %, wobei der Massenanteil bzw. Volumenanteil in Abhängigkeit des thermoplastischen Materials und der erforderlichen elektrischen Leitfähigkeit beim Betrieb der Brennstoffzelle sowie auch in Abhängigkeit des geometrischen Aufbaus der plattenförmigen Brennstoffzellenkomponente 6 geeignet variiert bzw. angepasst werden kann.

Fig. 3 zeigt, ebenfalls als Ausführungsbeispiel, in Teilbildern a) und b) zwei Teile der Formeinheit 3 der Spritzgussvorrichtung 1 , und zwar einen zum Anschluss an die Spritzeinheit 2 ausgebildeten düsenseitigen Formabschnitt 3‘ und einen auswerferseitigen Formabschnitt 3“, die zusammen die zum Formen der plattenförmigen Brennstoffzellenkomponente erforderliche Kavität 31 unter Bildung der Umwandung 30 einschließen. Dabei wird die Umwandung 30 der Kavität 31 mittels eines Formeinsatzes 32 gebildet, der sich aus einem in dem düsenseitigen Formabschnitt 3‘ befindlichen ersten Teil und einem in dem auswerferseitigen Formabschnitt 3“ angeordneten zweiten Teil zusammensetzt. Der erste und der zweite Teil des Formeinsatzes 32 sind wiederum auf einem jeweiligen Formkern 33 aufgebracht und der Formeinsatz 32 und der Formkern 33 als Einheit sind auf der von der Kavität 31 abgewandten Außenseite dieser Einheit von jeweiligen Isolierteilen 34 eingefasst, um eine Wärmeableitung aus der Einheit aus Formeinsatz 32 und Formkern 33 möglichst weitgehend zu unterbinden und die Kavität mit der eingespritzten Schmelzmasse bzw. Formmasse gezielt zu temperieren, sodass die Schmelzmasse die zum vollständigen Ausfüllen der Kavität 31 erforderliche Temperatur beim Einspritzvorgang beibehält und eine möglichst gut geführte Temperierung der Kavität 31 mit der eingespritzten Schmelzmasse zu erzielen.

Die Einheit aus den beiden Teilen des Formeinsatzes 32 und des Formkerns 33 bilden einen Formteil der Formeinheit 3, der in einer Formteilaufnahme 35 angeordnet ist, die sich ihrerseits aus zwei Teilen zusammensetzt, von denen der eine Teil in dem düsenseitigen Formabschnitt 3‘ und der andere Teil in dem auswerferseitigem Formabschnitt 3“ angeordnet ist. Die Formteilaufnahme 35 ist auf ihrer Außenseite ebenfalls mittels Isolierteilen 34 bzw. 34' isoliert, um eine Wärmeableitung möglichst weitgehend zu vermeiden. Die Formteilaufnahme 35 weist zur exakten Positionierung auf ihrer parallel zur flächigen Ausdehnung der Kavität 31 liegenden Außenseite jeweils einen Zentrierteil 36 auf.

Bei der gezeigten Ausführungsform der Formeinheit 3 befindet sich in dem an die Spritzeinheit 2 angeschlossenen düsenseitigen Formabschnitt 3' eine Zuführeinheit 24 mit einem Heißkanalsystem zum Einspritzen der Schmelzmasse in die Kavität 31. Der düsenseitige Formabschnitt besitzt vorliegend Führungszapfen, die aus einer in der Teilungsebene der Formeinheit 3 liegenden Fläche des düsenseitigen Formabschnitts 3‘ vorstehen und mit (nicht gezeigten) positionsgerecht angeordneten Führungsaufnahmen in der zugewandten Ebene des auswerferseitigen Formabschnitts 3“ passgenau Zusammenwirken, um den Formteil 3 geführt zu schließen und im Anschluss an den Formvorgang geführt zu öffnen und die geformte plattenförmige Brennstoffzellenkomponente auszuwerfen.

Um die Kavität 31 beim Formvorgang gezielt zu temperieren, sind sowohl in dem düsenseitigen Formabschnitt 3‘ als auch in dem auswerferseitigen Formabschnitt 3“ Temperiermittel 7 zwischen dem jeweiligen Formeinsatz 32 und dem Formkern 33 angeordnet. Die Temperiermittel 7 umfassen Heizmittel 70 und können zudem für eine schnelle, gezielte Abkühlung der Formmasse Kühlmittel 71 umfassen. Dabei sind die Heizmittel 70 z. B. elektrisch als von Strom durchflossene Heizleitungen oder als induktiv beaufschlagte Heizelemente oder aber als von einem Wärmeträgerfluid (flüssiges oder gasförmiges Medium) durchflossene Heizkanäle ausgebildet. Die Kühlmittel 71 sind als von einem kühlenden Fluid durchflossene Kühlkanäle bzw. eingebettete Röhren oder aber als elektrisch betriebene Kühlmittel ausgebildet. Die Teile des Formeinsatzes 32 sind vorteilhaft aus einem gut wärmeleitenden Metall, z. B. aus Werkzeugstahl, oder einem anderen gut wärmeleitenden Material wie z. B. einer Keramik ausgebildet und auch der Formkern 33 kann aus einem Metall bestehen, oder alternativ aus einem temperaturbeständigen Kunststoffmaterial oder z. B. einer Keramik. Zusammen mit der die Einheit aus Formeinsatz 32 und Formkern 33 umgebenden Isolierung mittels der Isolierteile 34 wird eine gut steuerbare, schnell ansprechende Temperierung in Abstimmung auf den Spritzprozess erreicht.

Als vorteilhafte Maßnahme hat sich bei der Erfindung weiter ergeben, als Schmelzmasse bzw. Formmasse ein thermoplastisches Material zu verwenden, dem als elektrisch gut leitende Partikel Graphit vorzugsweise als alleinige Zusatzkomponente beigemischt ist, wobei das thermoplastische Polymermaterial als Matrixmaterial der herzustellenden plattenförmigen Brennstoffzellenkomponente dient und vorteilhaft als Matrixmaterial mit freiem TT-Elektronensystem besteht, wie z. B. PEEK-Material mit Benzolringen. Dabei entsteht eine elektrisch leitende Verbindung der Graphitpartikel über das TT-Elektronensystem des Matrixmaterials, ohne dass Leitruß verwendet werden muss. Dadurch kann der Herstellungsprozess durch Spritzgießen vorteilhaft beeinflusst werden, wobei ein verglichen mit einer Zusatzkomponente, die Leitruß umfasst, relativ geringer Füllgrad der leitfähigen Zusatzkomponente gewählt werden kann. Dadurch lassen sich die Herstellparameter Spritzdruck, Einspritzzeit und Nachdruck beim Einspritzvorgang bei guter Fließfähigkeit in der Kavität 31 vorteilhaft wählen. Zusätzlich bilden sich in der Formmasse durch den Spritzgussprozess zwei Vorzugsrichtungen der Graphitschichten aus. Im wandnahen Bereich werden die Graphitpartikel vorzugsweise in Fließrichtung orientiert, in der Kernzone zeigt sich vorrangig eine Orientierung senkrecht zur Fließrichtung. Hierdurch ergibt sich eine günstige Beeinflussung der elektrischen Leitfähigkeit für die Funktion der plattenförmigen Brennstoffzellenkomponente, wie Bipolarplatte.

Vorteilhaft ist es ferner, die Partikelgröße bzw. die diese beschreibenden Dso-Werte der Zusatzkomponente im Bereich zwischen 5 pm und 50 pm oder 100 pm, bspw. zwischen 10 pm und 30 pm zu wählen, wobei auch eine Abstimmung auf die gewählte Dicke der plattenförmigen Brennstoffzellenkomponente erfolgen kann. Vorteilhaft ist es ferner, Graphitpartikel mit einem geringen Aspekt-Verhältnis (Dicke zu kleinster Ausdehnung rechtwinklig dazu), d. h. möglichst flächig ausgedehnte, plättchenförmige Graphitpartikel zu wählen, wobei ein Aspekt-Verhältnis kleiner als 5, insbesondere kleiner als 1 oder 0,5 günstig ist. Der Füllgrad der Graphitpartikel kann im Bereich zwischen 5 Vol. -% und 95 Vol. -%, bspw. zwischen 20 Vol. -% und 80 Vol. -% liegen oder gegebenenfalls auch zwischen 5 Gew.-% und 95 Gew.-% oder zwischen 20 Gew.-% und 87 Gew.-% oder 80 Gew.-% bezogen auf das Rohmaterial liegen.