AT528349A1 - Brennstoffzellensystem für eine Erzeugung von elektrischem Strom mit unterschiedlichen Brennstoffen - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Brennstoffzellensystem (100) für eine Erzeugung von elektrischem Strom, aufweisend wenigstens einen Brennstoffzellenstapel (110) mit einem Brennstoffabschnitt (120) und einem Luftabschnitt (130), der Brenn- stoffabschnitt (120) aufweisend einen Brennstoffzuführabschnitt (122) für eine Zufuhr von Brennstoffzuführgas (BZG) und einen Brennstoffabführabschnitt (124) für eine Abfuhr von Brennstoffabgas (BAG), der Luftabschnitt (130) aufweisend einen Luftzuführabschnitt (132) zur Zufuhr von Zuluft (ZL) und einen Abluftabführabschnitt (134) für eine Abfuhr von Abluft (AL), wobei ein Vorkonditionierungsabschnitt (140) strom- aufwärts des Brennstoffzuführabschnitts (122) angeordnet und mit diesem fluidkommunizierend verbunden ist, wobei der Vorkonditionierungsabschnitt (140) wenigstens zwei Brennstoffanschlüsse (142) für einen fluidkommunizierenden Anschluss an je eine Brennstoffquelle mit voneinander unterschiedlichen Brennstoffen (B1, B2, B3) aufweist, wobei weiter der Brennstoffzuführabschnitt (122) eine Aufbereitungsvorrichtung (150) aufweist für eine Aufbereitung von wenigstens zwei unterschiedlichen Brennstoffen (B1, B2, B3) der wenigstens zwei Brennstoffanschlüsse (142) zur Nutzung im Brennstoffabschnitt (120), wobei weiter die Aufbereitungsvorrichtung (150) wenigstens einen Regelabschnitt (152) aufweist für eine Regelung wenigstens eines Aufbereitungsparameters (AP) der Aufbereitungsvorrichtung (150) zur Anpassung an den aufzubereitenden Brennstoff (B1, B2, B3).

Description

Brennstoffzellensystem für eine Erzeugung von elektrischem Strom mit unterschiedlichen Brennstoffen

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Brennstoffzellensystem zur Erzeugung von elektrischem Strom aus unterschiedlichen Brennstoffen sowie ein Regelverfahren für die Regelung eines solchen Brennstoffzellensystems.

Es ist bekannt, dass Brennstoffzellensysteme eingesetzt werden, um aus Brennstoffen elektrischen Strom herzustellen. Insbesondere sind solche Brennstoffzellensysteme in Form von sogenannten SOFC (solid oxide fuel cells) bekannt. Sie werden zum Beispiel eingesetzt, um aus gasförmigen Brennstoffen wie Methan, Ammoniak oder Wasserstoff in den Brennstoffzellen eines Brennstoffzellenstapels diese chemisch umzusetzen und auf diese Weise elektrischen Strom herzustellen. Die einzelnen Komponenten solcher Systeme können dabei an dem jeweiligen Brennstoff in expliziter Weise angepasst sein.

Auch ist es bekannt, dass solche Brennstoffzellensysteme für den mobilen Einsatz angedacht sind, insbesondere für große Kraftfahrzeuge oder sogar maritime Anwendungen, also zum Beispiel in Antrieb von Wasserfahrzeugen und/oder den Betrieb elektrischer Einrichtungen solcher Wasserfahrzeuge im Hafen. Insbesondere bei maritimen Einsätzen, beispielsweise beim Einsatz für Containerschiffe, ist jedoch ein erheblicher Nachteil dahingehend zu erkennen, dass in unterschiedlichen Regionen der Welt unterschiedliche Brennstoffe mehr oder weniger leicht verfügbar sind. Dies kann dazu führen, dass beispielsweise ein mit solch einem Brennstoffzellensystem angetriebenes Wasserfahrzeug in einer ersten geografischen Position mit einem anderen Brennstoff betrieben werden müsste als an einer anderen geographischen Position. Bei den bisherigen Lösungen ist dies jedoch nicht möglich, da das jeweilige Brennstoffzellensystem hinsichtlich der Betriebsweise, aber auch hinsichtlich der Komponenten an genau einen Brennstoff, beispielsweise Methan, angepasst ist. Bisher besteht keinerlei Flexibilität den Brennstoff zu wechseln und mit unterschiedlichen Brennstoffen zu unterschiedlichen Zeiten ein- und dasselbe Brennstoffzellensystem zu betreiben. Insbesondere können solche Brennstoffzellensysteme dabei zum Antrieb von kleineren Wasserfahrzeugen, aber auch für die elektrische Stromerzeugung für Hilfssysteme innerhalb des Schiffes, verwendet werden. Dies gilt insbesondere dann, wenn sich das Wasserfahrzeug im Hafen befindet und nicht durch ei-

nen regulären, beispielsweise durch Diesel angetriebenen, Motor eine elektrische

Generatorfunktionalität zur Verfügung gestellt werden kann.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, in kostengünstiger und einfacher Weise ein Brennstoffzellensystem mit einer erhöhten Flexibilität hinsichtlich unterschiedlicher Brennstoffe auszustatten.

Die voranstehende Aufgabe wird gelöst durch ein Brennstoffzellensystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein Regelverfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 15. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Brennstoffzellensystem beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßem Regelverfahren und jeweils umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird be-

ziehungsweise werden kann.

Der erfindungsgemäße Gegenstand bezieht sich auf ein Brennstoffzellensystem für eine Erzeugung von elektrischem Strom. Hierfür weist das Brennstoffzellensystem wenigstens einen Brennstoffzellenstapel auf mit einem Brennstoffabschnitt und einem Luftabschnitt. Der Brennstoffabschnitt weist einen Brennstoffzuführabschnitt für eine Zufuhr von Brennstoffzuführgas und einen Brennstoffabführabschnitt für eine Abfuhr von Brennstoffabgas auf. In ähnlicher Weise ist ein Luftzuführabschnitt vorgesehen für die Zufuhr von Zuluft und ein Abluftabführabschnitt für eine Abfuhr von Abluft zu und vom Luftabschnitt. Ein erfindungsgemäßes Brennstoffzellensystem zeichnet sich dadurch aus, dass ein Vorkonditionierungsabschnitt stromaufwärts des Brennstoffzuführabschnitts angeordnet und mit diesem fluidkommunizierend verbunden ist. Der Vorkonditionierungsabschnitt ist mit wenigstens zwei Brennstoffanschlüssen ausgestattet für einen fluidkommunizierenden Anschluss an je eine Brennstoffquelle mit voneinander unterschiedlichen Brennstoffen. Der Brennstoffzuführabschnitt ist darüber hinaus mit einer Aufbereitungsvorrichtung ausgebildet für eine Aufbereitung von wenigstens zwei unterschiedlichen Brennstoffen der wenigstens zwei Brennstoffanschlüsse zur Nutzung im Brennstoffabschnitt. Weiter ist die Aufbereitungsvorrichtung mit wenigstens einem Regelabschnitt ausgebildet für eine

Regelung wenigstens eines Aufbereitungsparameters der Aufbereitungsvorrichtung

zur Anpassung an den aufzubereitenden Brennstoff.

Der Kerngedanke der vorliegenden Erfindung beruht darauf, eine Brennstoffflexibilität im Brennstoffzellensystem durch die verwendeten Komponenten auszubilden. Mit anderen Worten ist das Brennstoffzellensystem in der Lage, wenigstens zwei unterschiedliche Brennstoffe zur Erzeugung von Strom zu verwenden, ohne, dass ein konstruktiver Eingriff für einen Wechsel zwischen unterschiedlichen Brennstoffen notwendig ist. Vielmehr kann das Umschalten zwischen unterschiedlichen Brennstoffen im Wesentlichen einfach durch den Regelabschnitt zur Verfügung gestellt werden, welcher insbesondere die Aufbereitungsvorrichtung hinsichtlich des tatsächlich verwendeten Brennstoffs regelt und damit umschaltet.

Erfindungsgemäß ist dabei eine Trennung vorgesehen zwischen einer Vorkonditionierung und dem Brennstoffzellenstapel. Dabei können selbstverständlich auch mehrere Brennstoffzellenstapel vorgesehen sein, sodass jeder einzelne Brennstoffzellenstapel beispielsweise als Brennstoffzellenstapelmodul verstanden werden kann. Je nach tatsächlich benötigter elektrischer Leistung können entsprechend durch diesen modularen Aufbau auch zwei, drei oder deutlich mehr Brennstoffzellenstapel modulweise angeordnet werden und entsprechend insbesondere von einem gemeinsamen Vorkonditionierungsmodul als Vorkonditionierungsvorrichtung versorgt werden. Dabei können die einzelnen Brennstoffzellenstapelmodule auch mit weiteren, eigenständigen Komponenten ausgestattet sein, so dass sie als BrennstoffzellenEinzelsysteme verstanden werden können, welche von dem gemeinsamen Vorkonditionierungsabschnitt gemeinsame versorgt werden.

Der erfindungsgemäße Kerngedanke beruht insbesondere darauf, dass nun in dem Vorkonditionierungsabschnitt zumindest zwei Brennstoffanschlüsse vorgesehen sind. Diese Brennstoffanschlüsse dienen der fluidkommunizierenden Anschlussmöglichkeit an unterschiedliche Brennstoffquellen. So eine Brennstoffquelle kann beispielsweise ein entsprechender Brennstofftank sein, welcher bei einer maritimen Nutzung einer entsprechender Brennstofftank im Wasserfahrzeug ist. So können beispielsweise Wasserstofftanks, Methantanks, Methanoltanks und/oder Ammoniaktanks in dem Wasserfahrzeug vorgesehen sein, sodass flexibel je nach Verfügbarkeit und/oder Füllgrad im jeweiligen Brennstofftank auf den jeweils verfügbaren Brennstoff über den spezifisch zugeordneten Brennstoffanschluss zugegriffen werden

kann. Dieser kontrollierte und spezifische Zugriff auf immer genau einen Brennstoff

erfolgt zum Beispiel mittels einfachen Ventilvorrichtungen an jedem Brennstoffan-

schluss.

Um die unterschiedlichen Brennstoffe auch tatsächlich für die Erzeugung von Strom in einem gemeinsam genutzten Brennstoffzellenstapel verwenden zu können, ist erfindungsgemäß der Regelabschnitt vorgesehen. Je nach verwendetem Brennstoff sind unterschiedliche Aufbereitungsschritte notwendig und/oder unterschiedliche Aufbereitungsparameter anlegbar. So ist beispielsweise eine Aufbereitung mit Hilfe einer sogenannten Reformervorrichtung, welche bei der Verwendung für Ammoniak auch als „Cracker“ bezeichnet werden kann, notwendig, um Methan und/oder Ammoniak in einem Brennstoffzellenstapel für die Umwandlung in elektrischen Strom vorzubereiten. Die tatsächlich notwendige Temperatur, insbesondere bezogen auf eine katalytische Umsetzung im Reformer, hängt jedoch davon ab, welcher spezifische Brennstoff für die Aufbereitung und anschließende Nutzung ausgewählt worden ist.

Erfindungsgemäß ist nun eine Regelmöglichkeit vorgegeben, sodass zum Beispiel mit Hilfe des Regelabschnitts eine Anpassung und gezielte Regelung der Aufbereitungstemperatur als Aufbereitungsparameter ermöglicht wird. Wird beispielsweise Methan als Brennstoff verwendet, wird in der Aufbereitungsvorrichtung durch den Regelabschnitt gezielt diejenige Aufbereitungstemperatur gewählt und vorgegeben, welche für die Aufbereitung von Methan geeignet ist. Wird, beispielsweise aufgrund eines reduzierten Füllgrades in einem Methantank, umgeschaltet auf eine Brennstofferzeugung aus Ammoniak, so kann der Regelabschnitt entsprechend der Änderung des Brennstoffs nun eine für den Brennstoff Ammoniak angepasste Aufbereitungstemperatur als Aufbereitungsparameter in der Aufbereitungsvorrichtung einstellen und auf diese hinregeln.

Dabei ist es für die erfindungsgemäße Flexibilität im Einsatz des Brennstoffs in einem ersten Schritt unerheblich, auf welche Weise diese Regelung stattfindet. Bevorzugt ist es jedoch, wenn die Regelung auch hinsichtlich des Aufbereitungsparameters vollständig oder im Wesentlichen vollständig in das Brennstoffzellensystem integriert ist. Wird als Aufbereitungsparameter zum Beispiel die genannte Aufbereitungstemperatur eingesetzt, so wird die entsprechende Temperaturregelung insbesondere durch eine gezielte Beeinflussung der Temperaturen und Volumenströme der im

Brennstoffzellensystem vorhandenen Medienströme zur Verfügung gestellt. Hierzu

finden sich später noch weitere Erläuterungen zu den jeweiligen Ausführungsvarian-

ten.

Wie aus der voranstehenden Erläuterung ersichtlich wird, kann nun ein erfindungsgemäßes Brennstoffzellensystem flexibel mit wenigstens zwei unterschiedlichen Brennstoffen betrieben werden. Wie ebenfalls erläutert worden ist, ist diese Flexibilität unabhängig von einem Umbau oder einer Neuausrichtung einzelner Komponenten. Vielmehr kann durch den Regelabschnitt in geregelter und zielgerichteter Weise ein Umschalten der Nutzung von einem Brennstoff auf den anderen Brennstoff erfolgen, sodass insbesondere sogar im laufenden Betrieb ein Umschalten zwischen unterschiedlichen Brennstoffen zur Verfügung gestellt werden kann. Üblicherweise wird jedoch aufgrund der unterschiedlichen Temperaturen und/oder anderer unterschiedlicher Rahmenbedingungen ein Umschalten zwischen unterschiedlichen Brennstoffen über ein Ausschalten des Brennstoffzellensystems stattfinden, sodass im Umschaltzustand ein Gasaustausch zwischen den unterschiedlichen Brennstoffen für das Umschalten zur Verfügung gestellt werden kann.

Es kann von Vorteil sein, wenn bei einem erfindungsgemäßen Brennstoffzellensystem die Aufbereitungsvorrichtung einen Wärmeübertragungsabschnitt aufweist in wärmeübertragendem Kontakt mit dem Abluftabführabschnitt für einen Wärmeübergang von der Abluft auf den Brennstoff in der Aufbereitungsvorrichtung. Der Regelabschnitt ist bei dieser Ausführungsform zum Beispiel insbesondere mit wenigstens einem Regelventil ausgebildet für eine Regelung des Volumenstroms der Abluft durch den Wärmeübergangsabschnitt. Grundsätzlich ist es auch möglich, den Volumsstrom auch mit kalter Luft und ohne ein Regelventil zu regeln. Bei einer Ausgestaltung des Brennstoffzellenstapels als SOFC-System werden sehr hohe Betriebstemperaturen unter normalen Lastsituationen erreicht. Diese können etwa 650°C bis etwa 1000°C, insbesondere etwa 700°C bis etwa 850°C einnehmen. Entsprechend werden Medien, welche den Brennstoffzellenstapel verlassen, eine gleich hohe oder ähnlich hohe Betriebstemperatur aufweisen, sodass zum Beispiel die Abluft den Brennstoffzellenstapel mit einer Ablufttemperatur von etwa bis zu, 800°C, insbesondere etwa bis zu 1000°C verlässt. Neben solchen maximalen Temperaturen kommen insbesondere Temperaturen im Bereich zwischen 650°C und 850° vor. Um die Energieeffizienz im Betrieb des Brennstoffzellensystems zu verbessern, kann nun eine wenigstens teilweise Rückführung dieser Wärmeenergie zur Verfügung gestellt wer-

Weitere Vorteile bringt es darüber hinaus mit sich, wenn bei einem erfindungsgemäßen Brennstoffzellensystem der Regelabschnitt wenigstens einen Bypassabschnitt aufweist für einen Bypass wenigstens einer Teilmenge der Abluft an der Aufbereitungsvorrichtung vorbei. Dadurch, dass sich die Temperatur der Abluft an der aktuellen Betriebssituation orientiert, kann auf die tatsächliche Ablufttemperatur nur geringfügig im Sinne der vorliegenden Regelung Einfluss genommen werden. Ein Vorsehen einer Bypassmöglichkeit erlaubt es nun, bei sehr heißen Ablufttemperaturen aber nur einem geringen Bedarf an Aufbereitungstemperatur, einen großen Teil der heißen Abluft über diesen Bypass an der Aufbereitungsvorrichtung vorbeizuführen, sodass entsprechend die Wärmemenge der verbleibenden Teilmenge der Abluft, welche nun über die Aufbereitungsvorrichtung geführt wird, zu der gewünschten reduzierten Aufheizung als Aufbereitungsparameter führt. Dies kann zum Beispiel durch die genannten Regelventile in dem Bypassabschnitt und im Regelabschnitt zur Verfügung gestellt sein.

Auch von Vorteil ist es ebenfalls, wenn bei einem erfindungsgemäßen Brennstoffzellensystem der Regelabschnitt wenigstens eine Luftmischvorrichtung aufweist für ein Zumischen von kalter Luft zur Abluft stromaufwärts des Wärmeübergangsabschnitts

Weitere Vorteile bringt es darüber hinaus mit sich, wenn bei einem erfindungsgemäßen Brennstoffzellensystem der durch den Regelabschnitt geregelte wenigstens eine Aufbereitungsparameter die Aufbereitungstemperatur für die Aufbereitung des Brennstoffs ist. Die Aufbereitungstemperatur ist dabei insbesondere diejenige Temperatur, welche bei einer katalytischen Umsetzung in einem Reformer als Aufbereitungsvorrichtung und/oder einem Cracker als Aufbereitungsvorrichtung in gezielter und effizienter Weise die gewünschte Aufbereitung des jeweiligen Brennstoffs zur Verfügung stellt. Insbesondere ist die jeweils benötigte ideale Aufbereitungstemperatur dementsprechend spezifisch für den tatsächlichen verwendeten Brennstoff und unterscheidet sich dabei zum Beispiel zwischen Brennstoffen wie Ammoniak und Methan oder auch Methanol.

Ein weiterer Vorteil ist es darüber hinaus, wenn bei einem erfindungsgemäßen Brennstoffzellensystem der Brennstoffzuführabschnitt einen Aufbereitungsbypass aufweist für einen regelbaren Bypass von Brennstoff an der Aufbereitungsvorrichtung vorbei. So ist es grundsätzlich auch denkbar, dass Brennstoffe eingesetzt werden, welche überhaupt keiner Brennstoffaufbereitung bedürfen. Beispielsweise kann es sich hierbei um Wasserstoff als Brennstoff handeln, welcher direkt und ohne weitere Aufbereitung hinsichtlich seiner chemischen Natur in den Brennstoffzellenstapel zur Erzeugung von elektrischem Strom geführt werden kann. Wenn nun eine erhöhte Flexibilität zwischen aufbereitungsbedürftigen Brennstoffen und nichtaufbereitungsbedürften Brennstoffen besteht, kann dieser Aufbereitungsbypass in sehr einfacher und kostengünstiger Weise diese erhöhte Flexibilität abbilden. Nicht zuletzt wird es auf diese Weise möglich, eine Reduktion des Druckverlustes bei solchen nicht-aufbereitungsbedürftigen Brennstoffen zur Verfügung zu stellen. Insbesondere ist hier eine Schaltbarkeit mit den entsprechenden genannten Regelventilen

gegeben, wobei hier eine rein qualitative Schaltung, also ein Sperren oder Öffnen

des Aufbereitungsbypasses, grundsätzlich ausreichen kann.

Ebenfalls Vorteile kann es mit sich bringen, wenn bei einem erfindungsgemäßen Brennstoffzellensystem der Brennstoffabführabschnitt einen Rezirkulationsabschnitt aufweist für eine Rezirkulation wenigstens einer Teilmenge des Brennstoffabgases als Rezirkulationsgas in den Brennstoffzuführabschnitt, insbesondere in einer Mischvorrichtung stromaufwärts der Aufbereitungsvorrichtung. Je nach Einsatzsituation und stöchiometrischen Verhältnissen innerhalb des Brennstoffzellenstapels wird das Brennstoffabführgas noch eine Restmenge an Brennstoff enthalten. Um diesen Brennstoff nicht zu verlieren, sondern vorzugsweise trotz der weiteren Umsetzung in Strom zur Verfügung zu stellen, kann eine Rezirkulation zur Verfügung gestellt sein. Insbesondere ist es möglich, einen bestimmten Teil oder auch die gesamte Menge des Brennstoffabgases als Rezirkulationsgas in den Brennstoffzuführabschnitt zurückzuführen. Über die Mischvorrichtung stromaufwärts der Aufbereitungsvorrichtung ist weiter die Flexibilität gegeben, dass auch das nun ein- und zugemischte Rezirkulationsgas der gleichen Flexibilität hinsichtlich der Aufbereitung und der Aufbereitungsvorrichtung zugrundgelegt wird, wie dies in den voranstehenden Absätzen erläutert worden ist.

Vorteile kann es mit sich bringen, wenn bei einem Brennstoffzellensystem gemäß dem voranstehenden Absatz der Rezirkulationsabschnitt wenigstens ein Rezirkulationsventil aufweist für eine Regelung des Volumenstroms des Rezirkulationsgases in Abhängigkeit des verwendeten Brennstoffs. Je nachdem, welcher Brennstoff tatsächlich eingesetzt wird, können unterschiedliche Rezirkulationsraten sinnvoll sein. Damit wird eine Flexibilität nicht nur hinsichtlich der tatsächlichen Betriebssituation zur Verfügung gestellt, sondern auch unterscheidbar, welcher Brennstoff aktuell im Brennstoffzellensystem stromerzeugend verwendet wird. Je nach Dichte des verwendeten Brennstoffabführgases kann entsprechend an den Brennstoff angepasst nun der Volumenstrom als eine flexibel anpassbare Rate im Rezirkulationsabschnitt geregelt werden.

Weiter von Vorteil ist es ebenfalls, wenn bei einem erfindungsgemäßen Brennstoffzellensystem gemäß den beiden voranstehenden Absätzen im Rezirkulationsabschnitt stromabwärts des Rezirkulationsventils eine Rezirkulations-Fördervorrichtung für eine aktive Förderung des Rezirkulationsgases und/oder stromaufwärts des Re-

Vorteile bringt es darüber hinaus mit sich, wenn bei einem erfindungsgemäßen Brennstoffzellensystem der Vorkonditionierungsabschnitt die wenigstens zwei Brennstoffanschlüsse fluidkommunizierend zu einem gemeinsamen Vorkonditionierungsausgang zum fluidkommunizierenden Übergang in den Brennstoffzuführabschnitt führt. Insbesondere führt dies zu einer deutlichen Reduktion der Komplexität, da sowohl der Vorkonditionierungsabschnitt als auch der Brennstoffzellenstapel als separate Module vormontiert werden können. Insbesondere dann, wenn durch den modularen Aufbau nicht nur ein einziger Brennstoffzellenstapel, sondern mehrere Brennstoffzellenstapel betrieben werden sollen, bringt dies entscheidende Vorteile mit sich. Die Komplexität der Vorkonditionierung, insbesondere dann, wenn nicht nur zwei, sondern mehr als zwei Brennstoffe eingesetzt werden sollen, kann damit in den Vorkonditionierungsabschnitt integriert werden, welcher insbesondere sogar nachrüstbar an bestehenden Brennstoffzellenstapeln zur Verfügung gestellt werden kann.

Vorteile bringt es darüber hinaus mit sich, wenn bei einem erfindungsgemäßen Brennstoffzellenstapel der Vorkonditionierungsabschnitt in einem Vorkonditionierungsmodul angeordnet ist, wobei wenigstens ein Teil des Abluftabführabschnitts und/oder ein Teil des Brennstoffabführabschnitts ebenfalls durch das Vorkonditionierungsmodul geführt ist, in wenigstens einen Vorkonditionierungs-Wärmetauscher für einen Wärmeübergang auf den jeweiligen Brennstoff. Darunter ist zu verstehen, dass in dem Vorkonditionierungsmodul, beispielsweise innerhalb eines Vorkonditionierungsgehäuses, nun zusätzlich als Teil der Vorkonditionierung auch eine Vorerwärmung oder sogar ein Verdampfen stattfindet. Dieses Verdampfen kann dabei die Wärmeenergie von Abluft aus dem Abluftabführabschnitt oder von Brennstoffabgas aus dem Brennstoffabführabschnitt verwenden, um entsprechend die Energieeffizi-

Weitere Vorteile bringt es darüber hinaus mit sich, wenn bei einem erfindungsgemäßen Brennstoffzellensystem eine Katalysatorvorrichtung vorgesehen ist für eine kataIytische, partielle Oxidation des Brennstoffs, wobei die Katalysatorvorrichtung in einem Katalysatorabschnitt angeordnet ist, welcher einen Bypass an der Aufbereitungsvorrichtung vorbei ausbildet. Eine solche partielle Oxidation unter katalytischer Unterstützung wird insbesondere bei einem Teillastbereich des Brennstoffzellensystems und/oder bei einer Aufheizsituation mit einem Brennstoff in Form von Methan zur Verfügung gestellt und notwendig. In einem solchen Fall kann nun nicht nur brennstoffspezifisch, sondern für den spezifischen Brennstoff auch noch situationsspezifisch, eine Anpassung der Aufbereitungsart zur Verfügung gestellt werden. Es erfolgt also, beispielsweise mit den genannten Regelventilen, ein Umschalten zwischen den einzelnen Aufbereitungsarten, also der Aufbereitungsvorrichtung einerseits und der Katalysatorvorrichtung andererseits. Über eine solche Katalysatorvorrichtung ist bei kohlenstoffhaltigen Brennstoffen auch eine Versorgung mit Wasser, insbesondere in Form von Wasserdampf, möglich.

Vorteile bringt es ebenfalls mit sich, wenn bei einem Brennstoffzellensystem gemäß dem voranstehenden Absatz die Katalysatorvorrichtung zusätzlich fluidkommunizierend mit dem Luftzuführabschnitt verbunden ist für eine katalytische, partielle Oxidation einer Mischung aus Brennstoff und Zuluft. Diese Integration der Katalysatorvorrichtung für eine Kombination aus Mischgas, also die Mischung aus Zuluft und Brennstoff, kann weitere Vorteile mit sich bringen und insbesondere die Flexibilität hinsichtlich des eingesetzten Brennstoffs, aber auch hinsichtlich der aktuellen Betriebssituation noch weiter erhöhen.

Weiter von Vorteil ist es darüber hinaus, wenn bei einem Brennstoffzellensystem gemäß der beiden voranstehenden Absätze die Katalysatorvorrichtung einem Vor-

Darüber hinaus ist ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung ein Regelverfahren für ein Regeln wenigstens eines Aufbereitungsparameters einer Aufbereitungsvorrichtung bei einem erfindungsgemäßen Brennstoffzellensystem. Ein solches Regelverfahren zeichnet sich durch die folgenden Schritte aus:

- Erfassen der Art eines aus wenigstens zwei unterschiedlichen Brennstoffen ausgewählten Brennstoffs,

- Betreiben des Regelabschnitts für eine Anpassung des wenigstens einen Aufbereitungsparameters an den ausgewählten Brennstoff.

Damit bringt ein erfindungsgemäßes Regelverfahren die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf ein erfindungsgemäßes Brennstoffzellensystem erläutert worden sind. Insbesondere erfolgt ein entsprechendes Schalten und geregeltes Einflussnehmen auf die Anschlüsse, auch der Vorkonditionierungseinheit, sodass das Erfassen des jeweils ausgewählten Brennstoffs bereits durch das zugehörige Öffnen eines Schaltventils am zugehörigen Brennstoffanschluss des Vorkonditionierungsabschnitts erkannt werden kann.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Es zeigen schema-

tisch: Fig. 1 eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Brennstoffzellensystems, Fig. 2 eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Brenn-

stoffzellensystems,

12

Fig. 3 eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Brennstoffzellensystems,

Fig. 4 eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Brennstoffzellensystems,

Fig. 5 eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Brennstoffzellensystems,

Fig. 6 eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Brennstoffzellensystems,

Fig. 7 eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Brennstoffzellensystems,

Fig. 8 eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Brenn-

stoffzellensystems, und

Fig. 9 eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Brennstoffzellensystems.

Figur 1 zeigt schematisch eine besonders einfache Ausgestaltungsform eines erfindungsgemäßen Brennstoffzellensystems 100. Dieses ist hier mit einem Brennstoffzellenstapel 110 ausgebildet, welcher sich in zwei Teilabschnitte, nämlich den Brennstoffabschnitt 120 und den Luftabschnitt 130 aufteilen lässt. Für den Betrieb zur Erzeugung von elektrischem Strom wird nun der Luftabschnitt 130 über einen Luftzuführabschnitt 132 mit Zuluft ZL, beispielsweise über ein Gebläse aus der Umgebung angesaugt, versorgt. Bei der Umsetzung und der chemischen Reaktion im Brennstoffzellenstapel 110 entsteht im Luftabschnitt 130 Abluft AL, welche im einfachsten Fall gemäß der Figur 1 über den Abluftabschnitt 134 als Abluft AL an die Umgebung abgeführt werden kann. Weitere Nutzungsmöglichkeiten der Abluft AL sind jedoch möglich sowie auch vorteilhaft und werden später noch näher erläutert.

Auf der Brennstoffseite und damit dem Brennstoffabschnitt 120 erfolgt eine Zufuhr von Brennstoffzuführgas BZG, welches abhängig und flexibel wählbar zwischen unterschiedlichen Brennstoffen B1, B2 und B3 ausgebildet werden kann. Bei der Stromerzeugung wird ebenfalls auch auf der Brennstoffseite 120 eine chemische Umsetzung des Brennstoffs B1, B2 und B3 stattfinden, sodass das entstehende Ab-

gas als Brennstoffabgas BAG über den Brennstoffabführabschnitt 124 an die Umge-

bung oder zur weiteren Nachbehandlung abgeführt werden kann. Bei dieser Be-

schreibung handelt es sich um eine typische Funktionsweise zur Stromerzeugung in

einem Brennstoffzellensystem 100.

Der erfindungsgemäße Kerngedanke kommt insbesondere nun durch die Verwendung des Vorkonditionierungsabschnittes 140 im Zusammenwirken mit der Aufbereitungsvorrichtung 150, zum Beispiel in Form eines Reformers und/oder eines Crackers, zum Tragen, wobei der Vorkonditionierungsabschnitte 140 hier innerhalb eines Gehäuses eines Vorkonditionierungsmoduls 146 angeordnet ist. Der Vorkonditionierungsabschnitt 140 ist dabei insbesondere zumindest mit einer Wahlmöglichkeit ausgestattet. Diese Wahlmöglichkeit zeichnet sich hier durch drei separate Brennstoffanschlüsse 142 aus, sodass über jeden Brennstoffanschluss 142 spezifisch genau ein spezifischer Brennstoff B1, B2 und B3 ausgewählt werden kann. Als erster Brennstoff B1 kann beispielsweise Wasserstoff, als zweiter Brennstoff B2 beispielsweise Ammoniak und als dritter Brennstoff B3 beispielsweise Methan und/oder Methanol verwendet werden. Wie der Figur 1 zu entnehmen ist, wird im Vorkonditionierungsabschnitt 140 bereits ein Zusammenführen dieser drei Leitungen und damit ein Zurverfügungstellen in einheitlicher Weise am Vorkonditionierungsausgang 144 vorgesehen. Je nach Einsatzsituation wird also nur eines der drei Ventile im Vorkonditionierungsabschnitt 140 geöffnet und die anderen beiden Ventile geschlossen, sodass immer nur genau ein Brennstoff B1, B2 oder B3 ausgewählt und für den Betrieb des Brennstoffzellensystems 100 im Einsatz befindlich ist.

Der ausgewählte Brennstoff B1, B2 oder B3 wird nun als Brennstoffzuführgas BZG über den Vorkonditionierungsausgang 144 an den Brennstoffzuführabschnitt 122 fluidkommunizierend übergeben. Als Brennstoffzuführgas BZG durchströmt der Brennstoff B1, B2 oder B3 nun eine Aufbereitungsvorrichtung 150. Die Aufbereitungsvorrichtung 150 dient dazu, beispielsweise als Reformer, als Cracker, aufweisend eine Katalysatorvorrichtung oder durch ähnliche chemische Umsetzungen, nun den ausgewählten Brennstoff B1, B2 oder B3 für die Nutzung aufzubereiten. Die Aufbereitung hängt dabei insbesondere von einem Aufbereitungsparameter AP ab, welcher spezifisch für den ausgewählten Brennstoff B1, B2 oder B3 ist. Dies kann zum Beispiel die Temperatur sein, sodass bei der Ausführungsform der Figur 1 eine Temperiermöglichkeit vorgesehen ist, wobei der Aufbereitungsparameter AP entsprechend die Aufbereitungstemperatur ist. Mit Hilfe eines Wärmeübergangsabschnitts 154

In der Figur 2 ist eine Möglichkeit dargestellt, wie nun eine Temperierung in besonders effizienter Weise stattfinden kann. Heiße Abluft AL, beispielsweise mit einer Temperatur von bis zu 1000 Grad Celsius ist nun durch die fluudkommunizierende Einbindung des Wärmeübergangsabschnitts 154 in den Abluftabführabschnitt 134 in der Lage, diese Wärme zumindest teilweise an das Brennstoffzuführgas BZG zu übergeben. Über hier zwei Regelventile 153 ist es nun möglich, zumindest einzustellen, welche Teilmenge der Abluft AL über den Bypassabschnitt 151 und welche Menge restliche verbleibende Teilmenge der heißen Abluft AL über den Wärmeübergangabschnitt 154 geführt wird. Je nachdem welche Balance zwischen diesen beiden Teilmengen eingestellt wird, ist es nun möglich, die Wärmemenge zur Verfügung zu stellen und zu regeln, welche tatsächlich auf das Brennstoffzuführgas BZG übergehen kann. Damit wird es möglich, als Aufbereitungsparameter AP direkt und gezielt Einfluss zu nehmen auf die Aufbereitungstemperatur in der Aufbereitungsvorrichtung 150. Je nachdem welcher Brennstoff B1, B2 oder B3 gewählt ist, wird entsprechend ein unterschiedliches Stellverhältnis der beiden Regelventile 153 gewählt, sodass entsprechend durch unterschiedliche Teilmengen und Volumenströme der heißen Abluft AL sich die gewünschte Temperatur als Aufbereitungstemperatur für den Aufbereitungsparameter AP in der Aufbereitungsvorrichtung 150 einstellt.

In der Figur 3 ist eine Weitebildung der Ausführungsformen der Figur 2 dargestellt. Hier ist nun zusätzlich noch ein Aufbereitungsbypass 123 vorgesehen, für Brennstoffe B1, B2 oder B3, welche überhaupt keiner Aufbereitung bedürfen. Beispielsweise kann auf einer der Brennstoffe B1, B2 oder B3 Wasserstoff gewählt werden, welcher nicht hinsichtlich einer chemischen Aufbereitung vorbereitet werden muss. Für eine solche Auswahl kann der gewählte zugehörige Brennstoff B1, B2 oder B3 nun über die entsprechende Ventilstellung an der Aufbereitungsvorrichtung 150 vorbei über den Aufbereitungsbypass 123 geführt werden. Weiter zeigt die Figur 3 eine Einbindung einer Luftmischvorrichtung 155 Diese kann zum Beispiel aus der Umgebung

direkt Luft der Abluft AL zumischen und damit einen geregelten Kühleffekt zur Verfü-

gung stellen.

Auch die Figur 4 bildet ein erfindungsgemäßes Brennstoffzellensystem 110 weiter. Für eine Steigerung der Effizienz einer Stromerzeugung ist hier ein Rezirkulationsabschnitt 160 vorgesehen, welcher zumindest einen Teil des Brennstoffabgases BAG als Rezirkulationsgas RZG in den Brennstoffzuführabschnitt 122 zurückgeführt. Für diese Zurückführung ist hier eine Rezirkulations-Fördervorrichtung 164, welche auch als Rezirkulations-Ejektor ausgebildet sein kann, vorgesehen und ein Rezirkulationsventil 162 ist in der Lage, den Volumenstrom und damit die Teilmenge und die Strömungsgeschwindigkeit des Rezirkulationsgases RZG gezielt zu regeln. Dabei handelt es sich um eine zusätzliche Regelmöglichkeit, welche in der Lage ist, an den tatsächlich verwendeten Brennstoff B1, B2 und B3 angepasst zu werden. Gleiches gilt auch für den Temperaturbedarf in dem Rezirkulationsabschnitt 160, welcher je nach Hitze des Rezirkulationsgases RZG, welches wiederum vom gewählten Brennstoff B1, B2 oder B3 abhängt, eine Wärmeübergabe und Rückgewinnung an die Zuluft ZL im Rezirkulationswärmetauscher 166 gewährleisten kann. Auch hier ist es nun möglich, über das Rezirkulationsventil 162 in flexibler Weise an den gewählten Brennstoff B1, B2 oder B3 diese Wärmerückgewinnung anzupassen.

In der Figur 5 ist eine Variante des Brennstoffzellensystems 100 dargestellt, bei welchem insbesondere ein Vorwärmen oder sogar ein Verdampfen einzelner Brennstoffe, hier B2 und B3, stattfinden kann. Hierfür wird die Wärmeenergie der Abluft AL und des Brennstoffabgases BAG gemeinsam verwendet, welche in gemischter Weise als gemischtes Abgas nun über die beiden Zufuhrmöglichkeiten in dem Vorkonditionierungsabschnitt 140 für die Brennstoffe B2 und B3 geführt werden. Dies ist hier sogar seriell möglich, sodass die beiden Verdampfer direkt hintereinander sequentiell angeordnet sind, da im Rahmen der Betriebssicherheit immer nur ein einziges Ventil für genau einen dieser beiden Brennstoffe B2 oder B3 geöffnet ist. Das gemischte Abgas wird nach der Nutzung dieser Restenergie an die Umgebung oder eine Abgasnachbehandlung aus dem Vorkonditionierungsabschnitt 140 zugeführt.

In der Figur 5 ist weiter eine Ausführung gezeigt, bei welcher der Abluftabführabschnitt 134 stromabwärts der Schnittstelle mit dem Brennstoffabführabschnitt 124 durch das Vorkonditionierungsmodul 146 geführt ist. Dort befinden sich zwei Vorkonditionierungs-Wärmetauscher 148 für die Möglichkeit einer Wärmeübergabe an die

Brennstoffe B2 und B3, je nachdem, welcher davon im Einsatz ist. Nicht dargestellt,

aber selbstverständlich möglich ist der Einsatz einer Katalysatorvorrichtung in Form

eines Oxidationskatalysators in dem Abluftabführabschnitt 134 an und/oder strom-

abwärts von der Schnittstelle mit dem Brennstoffabführabschnitt 124.

In der Figur 6 ist darüber hinaus zusätzlich noch eine Katalysatorvorrichtung 170 angeordnet. Diese Katalysatorvorrichtung 170 ist nun in der Lage, beispielsweise für eine partielle oxidative Katalyse, ein Aufbereiten zur Verfügung zu stellen. Insbesondere ist hier auch ein Mischen mit Zuluft ZL möglich, sodass für bestimmte Betriebsbrennstoffe B1, B2 oder B3 ein Vermischen mit Zuluft ZL und eine oxidative partielle Katalyse in der Katalysatorvorrichtung 170 möglich ist. Über den Katalysatorabschnitt 172 ist es auch möglich, ein Vorbeiführen an der Aufbereitungsvorrichtung 150 vor-

zunehmen.

In der Figur 7 ist die Variante der Figur 6 mit anderer Integration dargestellt. So ist hier die Katalysatorvorrichtung 170 zusätzlich in das Vorkonditionierungsmodul 146 integriert und auch dort in die entsprechenden Gasströme aus Zuluft ZL und dem jeweiligen Brennstoff B1, B2 und B3 integriert.

Die Figur 8 basiert auf der Ausführungsform der Figur 2, jedoch mit einer zusätzlich Kühlfunktionalität für die Aufbereitungsvorrichtung 150. In einigen Betriebssituationen kann es vorteilhaft sein, die Aufbereitungsvorrichtung 150 für ein Kühlen des hindurchgeführten Brennstoffzuführgases BZG zu verwenden. Bei der dargestellten Ausführungsform ist hierfür ein Verbindungsabschnitt zum Luftzuführabschnitt 132 vorgesehen. Dieser kann mittels eines Regelventils 153 in geregelter Weise geöffnet und geschlossen werden. Bei geöffnetem Regelventil 153 kann Zuluft ZL mit Umgebungstemperatur durch den Wärmeübergangsabschnitt 154 geleitet werden und dort durch die negative Temperaturdifferenz Wärme aus dem Brennstoffzuführgas BZG aufnehmen.

Auch die Ausführungsform der Figur 9 basiert auf der Figur 2, jedoch mit der Integration eines Startbrenners 182. Für Startvorgänge des Brennstoffzellensystems 100 kann ein Vorheizen gewünscht sein. Ein Startbrenner 182 kann bei der abgebildeten Ausführungsform mit einem der Brennstoffe B1, B2 oder B3 aber auch zusätzlich oder alternativ von einer nicht weiter dargestellten externen Quelle für einen spezifischen Start-Brennstoff SB versorgt werden. Der den Verbrennungsvorgang notwendige Sauerstoff wird durch eine Zufuhr von Zuluft ZL über eine Verbindung vom Luft-

zuführabschnitt 132 zur Verfügung gestellt. Die durch die Verbrennung aufgeheizten Abgase des Startbrenners 182 werden in den Abluftabführabschnitt 134 geführt und können dort alle stromabwärts liegenden Komponenten erwärmen. Dies gilt insbesondere für die Aufbereitungsvorrichtung 150.

Die voranstehende Erläuterung der Ausführungsformen beschreibt die vorliegende Erfindung ausschließlich im Rahmen von Beispielen.

Bezugszeichenliste

100 Brennstoffzellensystem

110 Brennstoffzellenstapel

120 Brennstoffabschnitt

122 Brennstoffzuführabschnitt 123 Aufbereitungsbypass

124 Brennstoffabführabschnitt 130 Luftabschnitt

132 Luftzuführabschnitt

134 Abluftabführabschnitt

140 Vorkonditionierungsabschnitt 142 Brennstoffanschluss

144 Vorkonditionierungsausgang 146 Vorkonditionierungsmodul 148 Vorkonditionierungs-Wärmetauscher 150 Aufbereitungsvorrichtung

151 Bypassabschnitt

152 Regelabschnitt

153 Regelventil

154 Wärmeübergangsabschnitt 155 Luftmischvorrichtung

160 Rezirkulationsabschnitt

162 Rezirkulationsventil

164 Rezirkulations-Fördervorrichtung 166 Rezirkulationswärmetauscher 170 Katalysatorvorrichtung

172 Katalysatorabschnitt

180 Startbrennerabschnitt

182 Startbrenner

BZG Brennstoffzuführgas BAG Brennstoffabgas

ZL Zuluft

AL Abluft

RZG Rezirkulationsgas

B1 Brennstoff

B2 Brennstoff

B3 Brennstoff

SB _Start-Brennstoff

AP Aufbereitungsparameter

Claims (1)

1. Patentansprüche

   1. Brennstoffzellensystem (100) für eine Erzeugung von elektrischem Strom, aufweisend wenigstens einen Brennstoffzellenstapel (110) mit einem Brennstoffabschnitt (120) und einem Luftabschnitt (130), der Brennstoffabschnitt (120) aufweisend einen Brennstoffzuführabschnitt (122) für eine Zufuhr von Brennstoffzuführgas (BZG) und einen Brennstoffabführabschnitt (124) für eine Abfuhr von Brennstoffabgas (BAG), der Luftabschnitt (130) aufweisend einen Luftzuführabschnitt (132) zur Zufuhr von Zuluft (ZL) und einen Abluftabführabschnitt (134) für eine Abfuhr von Abluft (AL), dadurch gekennzeichnet, dass ein Vorkonditionierungsabschnitt (140) stromaufwärts des Brennstoffzuführabschnitts (122) angeordnet und mit diesem fluidkommunizierend verbunden ist, wobei der Vorkonditionierungsabschnitt (140) wenigstens zwei Brennstoffanschlüsse (142) für einen fluidkommunizierenden Anschluss an je eine Brennstoffquelle mit voneinander unterschiedlichen Brennstoffen (B1, B2, B3) aufweist, wobei weiter der Brennstoffzuführabschnitt (122) eine Aufbereitungsvorrichtung (150) aufweist für eine Aufbereitung von wenigstens zwei unterschiedlichen Brennstoffen (B1, B2, B3) der wenigstens zwei Brennstoffanschlüsse (142) zur Nutzung im Brennstoffabschnitt (120), wobei weiter die Aufbereitungsvorrichtung (150) wenigstens einen Regelabschnitt (152) aufweist für eine Regelung wenigstens eines Aufbereitungsparameters (AP) der Aufbereitungsvorrichtung (150) zur Anpassung an den aufzubereitenden Brennstoff (B1, B2, B3).

   2. Brennstoffzellensystem (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufbereitungsvorrichtung (150) einen Wärmeübergangsabschnitt (154) aufweist in wärmeübertragendem Kontakt mit dem Abluftabführabschnitt (134) für einen Wärmeübergang von der Abluft (AL) auf den Brennstoff (B1, B2, B3) in der Aufbereitungsvorrichtung (150), wobei der Regelabschnitt (152) insbesondere wenigstens ein Regelventil (153) aufweist für eine Regelung des Volumenstroms der Abluft (AL) durch den Wärmeübergangsabschnitt (154)

   3. Brennstoffzellensystem (100) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Regelabschnitt (152) wenigstens einen Bypassabschnitt (151) aufweist für einen Bypass wenigstens einer Teilmenge der Abluft (AL) an der Aufbereitungsvorrichtung (150) vorbei.

   5. Brennstoffzellensystem (100) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der durch den Regelabschnitt (152) geregelte wenigstens eine Aufbereitungsparameter (AP) die Aufbereitungstemperatur für die Aufbereitung des Brennstoffs (B1. B2, B3) ist.

   6. Brennstoffzellensystem (100) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Brennstoffzuführabschnitt (122) einen Aufbereitungsbypass (123) aufweist für einen regelbaren Bypass von Brennstoff (B1, B2, B3) an der Aufbereitungsvorrichtung (150) vorbei.

   7. Brennstoffzellensystem (100) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Brennstoffabführabschnitt (122) einen Rezirkulationsabschnitt (160) aufweist für eine Rezirkulation wenigstens einer Teilmenge des Brennstoffabgases (BAG) als Rezirkulationsgas (RZG) in den Brennstoffzuführabschnitt (122), insbesondere in eine Mischvorrichtung stromaufwärts der Aufbereitungsvorrichtung (150).

   8. Brennstoffzellensystem (100) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Rezirkulationsabschnitt (160) wenigstens ein Rezirkulationsventil (162) aufweist für eine Regelung des Volumenstroms des Rezirkulationsgases (RZG) in Abhängigkeit des verwendeten Brennstoffs (B1, B2, B3).

   9. Brennstoffzellensystem (100) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass im Rezirkulationsabschnitt (160) stromabwärts des Rezirkulationsventils (162) eine Rezirkulations-Fördervorrichtung (164) für eine aktive Förderung des Rezirkulationsgases (RZG) und/oder stromaufwärts des Rezirkulationsventils (162) ein Rezirkulationswärmetauscher (166) in wärmeübertragendem Kontakt mit dem Luftzuführabschnitt (132) für eine Wärmeübertragung vom Rezirkulationsgas (RZG) an die Zuluft (ZL) angeordnet ist.

   11. Brennstoffzellensystem (100) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorkonditionierungsabschnitt (140) in einem Vorkonditionierungsmodul (146) angeordnet ist, wobei wenigstens ein Teil des Abluftabführabschnitts (134) und/oder ein Teil des Brennstoffabführabschnitts (124) ebenfalls durch das Vorkonditionierungsmodul (146) geführt ist in wenigstens einen Vorkonditionierungs-Wärmetauscher (148) für einen Wärmeübergang auf den jeweiligen Brennstoff (B1, B2, B3).

   12. Brennstoffzellensystem (100) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Katalysatorvorrichtung (170) vorgesehen ist für eine katalytische, partielle Oxidation des Brennstoffs (B1, B2, B3), wobei die Katalysatorvorrichtung (170) in einem Katalysatorabschnitt (172) angeordnet ist, welcher einen Bypass an der Aufbereitungsvorrichtung (150) vorbei ausbildet.

   13. Brennstoffzellensystem (100) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Katalysatorvorrichtung (170) zusätzlich fluidkommunizierend mit dem Luftzuführabschnitt (132) verbunden ist für eine katalytische, partielle Oxidation einer Mischung aus Brennstoff (B1, B2, B3) und Zuluft (ZL).

   14. Brennstoffzellensystem (100) nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Katalysatorvorrichtung (170) in einem Vorkonditionierungsmodul (146) angeordnet ist, welches auch den Vorkonditionierungsabschnitt (140) aufweist.

   15. Regelverfahren für ein Regeln wenigstens eines Aufbereitungsparameters (AP) einer Aufbereitungsvorrichtung (150) bei einem Brennstoffzellensystem (100) mit den Merkmalen eines der Ansprüche 1 bis 14, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

   - Erfassen der Art eines aus wenigstens zwei unterschiedlichen Brennstoffen (B1, B2, B3) ausgewählten Brennstoffs (B1, B2, B3),

   - Betreiben des Regelabschnitts (152) für eine Anpassung des wenigstens einen Aufbereitungsparameters (AP) an den ausgewählten Brennstoff (B1, B2, B3).