BR112021005048A2 - sistema de células de combustível, método para controlar sua temperatura e seu uso - Google Patents

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Abstract

SISTEMA DE CÉLULAS DE COMBUSTÍVEL, MÉTODO PARA CONTROLAR SUA TEMPERATURA E SEU USO. A presente invenção se refere a um sistema de células de combustível (1a; 1b; 1c; 1d), compreendendo pelo menos uma pilha de células de combustível (2) com uma seção de ânodo (3) e uma seção de cátodo (4), um trocador de calor reformador (5) com um lado frio a montante da seção de ânodo (3), que forma um reformador (6), e um lado quente a jusante da seção de cátodo (4), que forma um trocador de calor (7) e um pós-combustor (8) a jusante do trocador de calor (7) para queimar gás de exaustão de ânodo da seção de ânodo (3) e/ou gás de exaustão de cátodo da seção de cátodo (4), em que o trocador de calor (7) é projetado diretamente a jusante de cátodo seção (4) e por uma linha de gás de exaustão de cátodo (9) para guiar completamente o gás de exaustão de cátodo através do trocador de calor (7) em uma conexão de comunicação de fluido com a seção de cátodo (4). A invenção se refere ainda a um processo para controlar a temperatura de um sistema de células de combustível de acordo com a invenção (1a; 1b; 1c, 1d).

Description

SISTEMA DE CÉLULAS DE COMBUSTÍVEL, MÉTODO PARA CONTROLAR SUA TEMPERATURA E SEU USO
[0001] A presente invenção se refere a um sistema de células de combustível, em particular na forma de um sistema SOFC, compreendendo pelo menos uma pilha de células de combustível com uma seção de ânodo e uma seção de cátodo, um trocador de calor reformador com um lado frio a montante da seção de ânodo, que forma um reformador e um lado quente a jusante da seção de cátodo que forma um trocador de calor e um pós-combustor a jusante do trocador de calor para queimar gás de exaustão de ânodo da seção de ânodo e/ou gás de exaustão de cátodo da seção de cátodo A invenção também se refere a um método para controlar um sistema genérico de célula de combustível.
[0002] Em sistemas SOFC genéricos, um reformador é disposto a montante da seção de ânodo, através do qual o combustível ou uma mistura de combustível é reformada para ser fornecida à seção de ânodo. Para uma operação eficiente do reformador, ele deve ser levado a uma determinada temperatura operacional ou mantido nesta. Várias abordagens são conhecidas para isso. De acordo com uma abordagem, um trocador de calor é instalado no reformador. Mais precisamente, o reformador, neste caso, é projetado como um trocador de calor reformador no qual o lado frio do trocador de calor do reformador forma o reformador e o lado quente do trocador de calor reformador forma o trocador de calor. Neste caso, o trocador de calor pode ser disposto a jusante da seção de cátodo, de modo que o reformador possa ser controlado ou aquecido pelo gás de exaustão de cátodo aquecido.
[0003] Uma vez que o gás de exaustão de cátodo tem uma temperatura relativamente alta diretamente a jusante da seção de cátodo, ele não é fornecido, em sistemas conhecidos, completamente, ou pelo menos não diretamente, para o lado quente do trocador de calor reformador. A isso está conectado um gasto correspondente em termos de orientação do fluido, por exemplo, com o auxílio de separadores de fluxo e gerenciamento de temperatura a jusante da seção de cátodo.
[0004] O objetivo da presente invenção é, pelo menos parcialmente, levar em consideração os problemas descritos acima. Em particular, é o objetivo da presente invenção prover um sistema de células de combustível e um método com um gerenciamento de temperatura aprimorado ou para um aprimoramento para controlar a temperatura do reformador.
[0005] O objetivo acima é resolvido pelas reivindicações. Em particular, o objetivo acima é alcançado pelo sistema de células de combustível de acordo com a reivindicação 1, o método de acordo com a reivindicação 5 e o uso de acordo com a reivindicação 10. Outras vantagens da invenção emergem das reivindicações secundárias, do relatório descritivo e dos desenhos. Nesses casos, valem características e detalhes que são descritos em conexão com o sistema de células de combustível inventivo, naturalmente também em conexão com o sistema de células de combustível inventivo, o uso inventivo e, respectivamente, vice- versa, de modo que no que diz respeito à divulgação dos aspectos individuais da invenção, referência mútua sempre é feita ou pode ser feita.
[0006] De acordo com um primeiro aspecto da presente invenção, um sistema de células de combustível é provido, compreendendo pelo menos uma pilha de células de combustível com uma seção de ânodo e uma seção de cátodo, um trocador de calor reformador com um lado frio a montante da seção de ânodo, que forma um reformador, e um lado quente a jusante da seção de cátodo que forma um trocador de calor, e um pós- combustor a jusante do trocador de calor para queimar gás de exaustão de ânodo da seção de ânodo e/ou gás de exaustão de cátodo da seção de cátodo. O trocador de calor é projetado e/ou disposto diretamente a jusante da seção de cátodo está em conexão de comunicação de fluido com a seção de cátodo através de uma linha de gás de exaustão de cátodo, para conduzir completamente o gás de exaustão de cátodo através do trocador de calor.
[0007] O sistema de células de combustível corresponde em particular a um sistema de células de combustível de alta temperatura e de preferência a um sistema SOFC. Em tais sistemas, foi assumido até agora que as temperaturas de operação em pelo menos uma pilha de células de combustível são muito altas para conduzir o gás de exaustão de cátodo da seção de cátodo durante a operação do sistema de células de combustível diretamente para um trocador de calor genérico a jusante de pelo menos uma pilha de células de combustível no reformador. Para ser mais preciso, foi previamente assumido que tal possibilidade de modalidade teria uma influência negativa muito grande no trocador de calor reformador. Por esta razão, o gás de exaustão de cátodo foi até agora ou pelo menos parcialmente ramificado a jusante da seção de cátodo antes de ser levado para o trocador de calor ou resfriado por outros trocadores de calor antes de ser fornecido ao trocador de calor reformador.
[0008] Em experimentos extensivos que foram realizadas dentro do escopo da presente invenção, descobriu-se, no entanto, que é bastante possível, ou que também pode ser vantajoso, levando-se em consideração vários fatores, fornecer o gás de exaustão de cátodo completamente para o trocador de calor no reformador ou para o lado quente de alimentação do trocador de calor reformador. Em primeiro lugar, é vantajoso que nenhum divisor de fluxo seja necessário a jusante da seção de cátodo. Os divisores de fluxo levam a uma estrutura de sistema complexa, para a qual são necessários componentes funcionais correspondentemente complexos. Estes não são apenas caros, mas também se refletem no peso, que sempre deve ser reduzido, principalmente em aplicações móveis. Além disso, o uso de divisores de fluxo significa que etapas complexas de controle e regulação devem ser implementadas no sistema de células de combustível. Isto pode ser dispensado se o gás de exaustão de cátodo da seção de cátodo for conduzido diretamente e não ramificado, isto é, completamente, para o trocador de calor no reformador.
[0009] Sem um divisor de fluxo a jusante da seção de cátodo e a montante do trocador de calor, também é possível regular todo o sistema de células de combustível exclusivamente através do fornecimento de ar ou fornecimento de gás de cátodo para a seção de cátodo. Em um sistema de células de combustível de acordo com a invenção, o fornecimento de gás combustível ou gás de ânodo, dependendo de uma potência desejada a ser acessada pela pilha de células de combustível, pode ser fixado, enquanto apenas a quantidade de ar ou oxigênio para a seção de cátodo é alterada.
[0010] De acordo com a invenção, o pós-combustor é disposto separadamente e à distância do trocador de calor reformador. Ar ou um fluido contendo oxigênio é fornecido ao pós-combustão para a combustão. No caso do trocador de calor do reformador de acordo com a invenção, não há necessidade de fornecer ar ao ou no reformador. O pós-combustor pode, por exemplo, ser concebido como um queimador de chama ou como um queimador catalítico.
[0011] Se for o caso, pode ser vantajoso fornecer ar ao reformador quando o sistema de células de combustível é inicializado, isto é, durante uma fase de inicialização do sistema de células de combustível.
[0012] O trocador de calor reformador é preferencialmente projetado na forma de um trocador de calor de placas, em que o lado frio que forma o reformador, pode ser revestido cataliticamente. Em princípio, entretanto, o trocador de calor reformador pode ser projetado como desejado, por exemplo, como um trocador de calor de feixe de tubos. Também pode ser benéfico se ambos os lados frio e quente do trocador de calor do reformador forem revestidos cataliticamente. Como resultado, por exemplo, se o ar for fornecido durante a operação, um nível de temperatura no trocador de calor reformador pode ser controlado diretamente.
[0013] O arranjo do trocador de calor diretamente a jusante da seção de cátodo significa que nenhum componente funcional, como outros trocadores de calor, divisores de fluxo, válvulas ou semelhantes, está disposto na direção do fluxo da seção de cátodo para o trocador de calor. Através do fato de que a linha de gás de exaustão de cátodo é projetada para conduzir completamente o gás de exaustão de cátodo da seção de cátodo para ou através do trocador de calor, o gás de exaustão de cátodo pode ser completamente levado para o trocador de calor sem ser ramificado antes ou no meio.
[0014] De acordo com uma outra modalidade da presente invenção, é possível que um queimador de partida seja provido para a alimentação dosada de um fluido de aquecimento para o pós-queimador, em que o pós-queimador é disposto a montante de um lado quente de um trocador de calor de gás de cátodo, cujo lado frio está disposto a montante da seção de cátodo em uma linha de gás de alimentação de cátodo para fornecer gás de alimentação de cátodo para a seção de cátodo. Em um sistema de células de combustível de acordo com a invenção, a temperatura operacional do gás de exaustão de cátodo na saída da pelo menos uma pilha de células de combustível está em uma faixa de aproximadamente 550 °C, em particular aproximadamente 600 °C a aprox. 620 °C. Uma temperatura de aproximadamente 500 °C, em particular de aproximadamente 520 °C a aproximadamente 540 °C, deve ser alcançada no trocador de calor. No caso da temperatura do gás de exaustão de cátodo não ser suficiente para aquecer o trocador de calor até a temperatura desejada, a seção de cátodo pode ser medida ou fornecida especificamente ou de modo dosado com calor através do trocador de calor. Mais precisamente, neste caso, o fluido de aquecimento é fornecido primeiro ao pós-combustor através do queimador de partida. Nesse caso, o fluido de aquecimento pode ser fornecido para dentro ou pelo menos no pós-combustor. A partir do pós-combustor, o fluido de aquecimento pode ser conduzido ainda mais na direção do lado quente do trocador de calor de gás de cátodo, a fim de ali aquecer o gás de alimentação de cátodo, em particular ar, que é conduzido para a seção de cátodo. Como resultado, a seção de cátodo e, posteriormente, o trocador de calor no reformador são aquecidos de acordo. Consequentemente, vários componentes do sistema de células de combustível podem ser aquecidos de uma maneira simples através da disposição do queimador de partida no pós-combustor. Isso pode ser vantajoso, em particular quando o sistema de células de combustível está em operação inicial.
[0015] No contexto da invenção, fluido de aquecimento deve ser entendido como um fluido gasoso e/ou líquido, em particular um combustível que foi previamente queimado pelo menos parcialmente no queimador de partida, de preferência com fornecimento de ar.
[0016] Num sistema de células de combustível de acordo com a invenção, também é possível que um queimador de partida de gás de exaustão de cátodo seja provido de modo dosado para o fornecimento de um fluido de aquecimento para a linha de gás de exaustão de cátodo. Ao adicionar fluido de aquecimento à linha de gás de exaustão de cátodo, um aumento de temperatura desejado dentro do trocador de calor no reformador pode ser alcançado de forma direta e rápida. As perdas de calor podem ser amplamente evitadas.
[0017] Também é possível que em um sistema de células de combustível de acordo com a presente invenção, uma linha de gás de alimentação de cátodo seja projetada a montante da seção de cátodo para fornecer gás de alimentação de cátodo à seção de cátodo e um queimador de partida de gás de alimentação de cátodo seja provido para a alimentação dosada de um fluido de aquecimento na linha de gás de alimentação de cátodo. Assim, o queimador de partida de gás de alimentação de cátodo é disposto diretamente a montante da seção de cátodo e pode ser reagido de acordo com os aumentos de temperatura desejados na seção de cátodo.
[0018] De acordo com um outro aspecto da presente invenção, é proposto um método para controlar a temperatura de um sistema de células de combustível conforme descrito em detalhes acima. O procedimento tem as seguintes etapas: fornecer o gás de alimentação de cátodo através da linha de gás de alimentação de cátodo para a seção de cátodo e fornecer todo o gás de exaustão de cátodo a jusante da seção de cátodo através da linha de gás de exaustão de cátodo diretamente para o trocador de calor.
[0019] Com isso, um método de acordo com a invenção traz assim as mesmas vantagens que foram descritas em detalhe com referência ao sistema de células de combustível de acordo com a invenção. De acordo com a invenção, o sistema de células de combustível é operado com uma temperatura de saída de cátodo inferior a 700 °C, em particular com uma temperatura de saída de cátodo de cerca de 560 °C, em particular cerca de 600 °C a cerca de 620 °C. Esta faixa de temperatura provou ser um meio-termo vantajoso entre suficientemente quente para pelo menos uma pilha de células de combustível e não muito quente para o gás de exaustão de cátodo para o trocador de calor reformador. Isto permite que o sistema de células de combustível seja operado pelo menos durante a operação normal com uma temperatura preferencial do trocador de calor reformador de cerca de 500 °C a cerca de 560 °C, em particular com uma temperatura do trocador de calor do reformador especial de cerca de 520 °C a cerca de 540 °C.
[0020] Como já mencionado acima, o método de acordo com a invenção permite que o sistema de células de combustível seja regulado apenas pelo fornecimento de ar à seção de cátodo. Em outras palavras, em um método de acordo com a presente invenção, o fornecimento do gás de alimentação de cátodo, em particular exclusivamente o fornecimento do gás de alimentação de cátodo, é regulado para regular a temperatura no sistema de células de combustível. Para este propósito, pelo menos um sensor de temperatura pode ser fornecido para determinar pelo menos uma temperatura no sistema de células de combustível. Se for reconhecido que a temperatura determinada está abaixo ou acima de um valor limite predefinido, a quantidade de gás de alimentação de cátodo é regulada de acordo. Com isso, um gerenciamento de temperatura simples e barato para o sistema de células de combustível pode ser provido.
[0021] Além disso, em um método de acordo com a invenção, durante o controle de temperatura do sistema de células de combustível, dependendo de uma determinada temperatura do reformador, o fluido de aquecimento pode ser fornecido através do queimador de partida para o pós-combustor e de lá para o lado quente do trocador de calor de cátodo, cujo lado frio está disposto a montante da seção de cátodo na linha de alimentação de gás de cátodo. Adicionalmente ou alternativamente, é possível que durante o controle de temperatura do sistema de células de combustível, dependendo de uma determinada temperatura do reformador, o fluido de aquecimento seja fornecido à linha de gás de exaustão de cátodo pelo queimador de partida de gás de exaustão de cátodo e/ou o fluido de aquecimento seja fornecido à linha de gás de exaustão de cátodo pelo queimador de partida de gás de alimentação de cátodo. As vantagens já descritas acima no que diz respeito ao controle de temperatura rápido e direto dos componentes funcionais desejados podem assim ser alcançadas.
[0022] Um outro aspecto da presente invenção compreende o uso de um sistema de células de combustível como descrito acima para prover energia elétrica em um veículo motorizado. O uso de acordo com a invenção traz assim também as vantagens descritas acima.
[0023] Medidas adicionais, que melhoram a invenção, emergem da descrição subsequente de várias modalidades exemplares da invenção,
que são ilustradas esquematicamente nas figuras. Cada uma delas mostra, esquematicamente: A FIG. 1 mostra um diagrama de blocos para ilustrar um sistema de células de combustível de acordo com uma segunda modalidade da presente invenção, A FIG. 2 mostra um diagrama de blocos para ilustrar um sistema de células de combustível de acordo com uma segunda modalidade da presente invenção, A FIG. 3 mostra um diagrama de blocos para ilustrar um sistema de células de combustível de acordo com uma terceira modalidade da presente invenção, A FIG. 4 mostra um diagrama de blocos para ilustrar um sistema de células de combustível de acordo com uma quarta modalidade da presente invenção, A FIG. 5 mostra um diagrama de fluxo para explicar um método de acordo com uma modalidade de acordo com a invenção.
[0024] Elementos com a mesma função e modo de operação são, cada um, fornecidos com os mesmos números de referência nas figuras 1a 4.
[0025] A figura 1 mostra um diagrama de blocos de um sistema de células de combustível 1a na forma de um sistema SOFC de acordo com uma modalidade preferencial. O sistema de células de combustível 1a mostrado na figura 1 tem uma pilha de células de combustível 2 com uma seção de ânodo 3 e uma seção de cátodo 4. O sistema de células de combustível 1a também tem um trocador de calor reformador 5 com um lado frio a montante da seção de ânodo 3, que forma um reformador 6, e um lado quente a jusante da seção de cátodo 4, que forma um trocador de calor 7. Em outras palavras, o reformador 6 forma o lado frio do trocador de calor do reformador 5 e o trocador de calor 7 forma o lado quente do trocador de calor do reformador 5. O trocador de calor do reformador 5 é projetado de acordo com a variante da modalidade mostrada como um trocador de calor de placas no qual o reformador 6 é revestido cataliticamente.
[0026] Além disso, o sistema de células de combustível 1a tem um pós-combustor 8 a jusante do trocador de calor 7 para queimar gás de exaustão de ânodo da seção de ânodo 3 e/ou gás de exaustão de ânodo da seção de ânodo 4. Como pode ser visto na figura 1, o trocador de calor 7 é projetado diretamente a jusante da seção de cátodo 4 e está em comunicação de fluido com a seção de cátodo 4 através de uma linha de gás de exaustão de cátodo 9 para conduzir completamente o gás de exaustão de cátodo para ou através do trocador de calor 7.
[0027] Diretamente a jusante da seção de ânodo 3 está uma seção de ramificação 13 para ramificar uma parte do gás de exaustão de ânodo para o pós-combustor 8 e para ramificar ou retornar outra parte do gás de exaustão de ânodo para uma seção de garfo 14 através da qual o gás de exaustão de ânodo é fornecido de volta para uma linha de gás de alimentação de ânodo 20 pode.
[0028] Através da linha de gás de alimentação de ânodo 20, o gás de alimentação de ânodo na forma de um combustível ou uma mistura de combustível pode ser passado de uma fonte de gás de alimentação de ânodo 16 através da seção de garfo 14 e o reformador 6 para a seção de ânodo. O gás de alimentação de cátodo pode ser alimentado na forma de ar de uma fonte de gás de alimentação de cátodo 17 via o trocador de calor de gás de cátodo 15 ou seu lado frio através da linha de gás de alimentação de cátodo 19 para a seção de cátodo. O gás de exaustão, ou pelo menos gás de processo parcialmente consumido, pode ser passado através do pós-combustor 8 e do lado quente do trocador de calor de gás de cátodo 15 através de uma saída de fluido 18 para o ambiente do sistema de células de combustível 1a.
[0029] A figura 2 mostra um sistema de células de combustível 1b de acordo com uma segunda modalidade. O sistema de células de combustível 1b mostrado na figura 2 corresponde essencialmente ao sistema de células de combustível 1a mostrado na figura 1 e se diferencia através queimador de partida 10 para a alimentação dosada de um fluido de aquecimento para o pós-combustor 8. Com auxílio do queimador de partida 10, podem ser aquecidos o pós-combustor 8, diretamente ou essencialmente diretamente, e o trocador de calor de gás de cátodo 15, a seção de cátodo 4 e componentes funcionais adjacentes indiretamente a uma temperatura operacional desejada.
[0030] Na figura 3, é fornecido um sistema de células de combustível 1c de acordo com uma terceira modalidade. O sistema de células de combustível 1c mostrado na figura 3 corresponde essencialmente ao sistema de células de combustível 1a mostrado na figura 1 e se diferencia através queimador de partida de gás de alimentação de cátodo 11 para a alimentação dosada de um fluido de aquecimento para a linha de gás de exaustão de cátodo 9. Através do queimador de partida de gás de alimentação de cátodo 11, podem ser aquecidos o trocador de calor 7, o pós-combustor 8, o trocador de calor de gás de cátodo 15 e componentes funcionais adjacentes indiretamente a uma temperatura operacional desejada.
[0031] A figura 4 mostra um sistema de células de combustível 1d de acordo com uma quarta modalidade. O sistema de células de combustível 1d mostrado na figura 4 corresponde essencialmente ao sistema de células de combustível 1a mostrado na figura 1 e se diferencia através queimador de partida de gás de alimentação de cátodo 12 para a alimentação dosada de um fluido de aquecimento para a linha de gás de alimentação de cátodo 19. Através do queimador de partida de gás de alimentação de cátodo 12, podem ser aquecidos a seção de cátodo 4, diretamente ou essencialmente diretamente, e o trocador de calor 7, o pós-
combustor 8, o trocador de calor de gás de cátodo 15 e componentes funcionais adjacentes indiretamente a uma temperatura operacional desejada.
[0032] Com referência à figura 5, um método para controlar a temperatura de um sistema de células de combustível 1a, como mostrado na figura 1, é descrito a seguir. Em uma primeira etapa S1, a operação do sistema de células de combustível 1a é iniciada em primeiro lugar. De acordo com uma segunda etapa S2, o gás de alimentação de cátodo na forma de ar é passado através da linha de gás de alimentação de cátodo 19 através do lado frio do trocador de calor de gás de cátodo 15 para a seção de cátodo 4. Em uma terceira etapa S3, todo o gás de exaustão de cátodo é passado a jusante da seção de cátodo 4 através da linha de gás de exaustão de cátodo 9 diretamente para o trocador de calor 7. De acordo com o método, apenas o fornecimento do gás de alimentação de cátodo à seção de cátodo 4 pode ser controlado pelo menos temporariamente para controlar a temperatura no sistema de células de combustível 1a.
[0033] Além das modalidades ilustradas, a invenção permite outros princípios de projeto. Em outras palavras, a invenção não deve ser vista como restrita às modalidades exemplares explicadas com referência às figuras. Assim, no contexto do método, durante o controle de temperatura do sistema de células de combustível 1b, dependendo da temperatura determinada do reformador 6, através do queimador de partida 10, é fornecido fluido de aquecimento para o pós-combustor 8 e daí para o lado quente do o trocador de calor de gás de cátodo 15, cujo lado frio está disposto a montante da seção de cátodo 4 na linha de gás de alimentação de cátodo19. Além disso, é possível que durante o controle de temperatura do sistema de células de combustível 1c, dependendo de uma determinada temperatura do reformador 6, o fluido de aquecimento seja fornecido na linha de gás de exaustão de cátodo 9 através do queimador de partida do gás de exaustão de cátodo 11. Além disso, o fluido de aquecimento pode ser fornecido na linha de gás de alimentação de cátodo 19 através do queimador de partida de gás de alimentação de cátodo 12 durante o controle de temperatura do sistema de células de combustível 1d, dependendo de uma determinada temperatura do reformador 6. Os queimadores de partida 10, 11, 12 mostrados nas figuras 2 a 4 podem ser usados juntos em qualquer combinação em uma única modalidade.
Lista dos números de referência 1a-1d Sistema de células de combustível 2 Pilha de células de combustível 3 Seção de ânodo 4 Seção de cátodo 5 Trocador de calor reformador 6 Reformador 7 Trocador de calor 8 Pós-combustor 9 Linha de gás de exaustão de cátodo 10 Queimador de partida 11 Queimador de partida de gás de exaustão de cátodo 12 Queimador de partida de gás de alimentação de cátodo 13 Seção de ramificação 14 Seção de garfo 15 Trocador de calor de gás de cátodo 16 Fonte de gás de alimentação de ânodo 17 Fonte de gás de alimentação de cátodo 18 Saída de fluido 19 Linha de gás de alimentação de cátodo 20 Linha de gás de alimentação de ânodo

Claims (10)

REIVINDICAÇÕES
1. Sistema de células de combustível (1a; 1b; 1c; 1d), compreendendo pelo menos uma pilha de células de combustível (2) com uma seção de ânodo (3) e uma seção de cátodo (4), um trocador de calor reformador (5) com um lado frio a montante da seção de ânodo (3), que forma um reformador (6), e um lado quente a jusante da seção de cátodo (4), que forma um trocador de calor (7) e um pós-combustor (8) a jusante de o trocador de calor (7) para queimar gás de exaustão de ânodo da seção de ânodo (3) e/ou gás de exaustão de cátodo da seção de cátodo (4), caracterizado pelo fato de que o trocador de calor (7) é projetado diretamente a jusante da seção de cátodo (4) e está em conexão de comunicação de fluido com a seção de cátodo (4) através de uma linha de gás de exaustão de cátodo (9), para conduzir completamente o gás de exaustão de cátodo através do trocador de calor (6).
2. Sistema de células de combustível (1b), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que um queimador de partida (10) é provido para a alimentação dosada de um fluido de aquecimento para o pós-combustor (8), em que o pós- combustor (8) é disposto a montante de um lado quente de um trocador de calor de gás de exaustão de cátodo (15), cujo lado frio está disposto a montante da seção de cátodo (4) em uma linha de gás de alimentação de cátodo (19) para fornecer gás de alimentação de cátodo para a seção de cátodo (4).
3. Sistema de células de combustível (1c), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que um queimador de partida de gás de exaustão de cátodo (11) é provido para a alimentação dosada de um fluido de aquecimento na linha de gás de exaustão de cátodo (9).
4. Sistema de células de combustível (1d), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a montante da seção de cátodo (4) é projetada uma linha de gás de alimentação de cátodo (19) para fornecer gás de alimentação de cátodo para a seção de cátodo (4) e um queimador de partida de gás de alimentação de cátodo (12) é provido para alimentação dosada de um fluido de aquecimento na linha de gás de alimentação de cátodo (19).
5. Método para controlar a temperatura de um sistema de células de combustível (1a; 1b; 1c; 1d), que é projetado conforme qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que compreende as etapas: fornecer gás de alimentação de cátodo através da linha de gás de alimentação de cátodo (19) para a seção de cátodo (4) e fornecer todo o gás de exaustão de cátodo a jusante da seção de cátodo (4) através da linha de gás de exaustão de cátodo (9) diretamente para o trocador de calor (7).
6. Método, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que para regular a temperatura no sistema de células de combustível (1a), o fornecimento do gás de alimentação de cátodo, em particular exclusivamente o fornecimento do gás de alimentação de cátodo, é regulado.
7. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a 6, caracterizado pelo fato de que durante o controle de temperatura do sistema de células de combustível (1b), dependendo da temperatura determinada do reformador
(6), através do queimador de partida (10), é fornecido fluido de aquecimento para o pós-combustor (8) e daí para o lado quente do o trocador de calor de gás de cátodo (15), cujo lado frio está disposto a montante da seção de cátodo (4) na linha de gás de alimentação de cátodo (19).
8. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a 7, caracterizado pelo fato de que durante o controle de temperatura do sistema de células de combustível (1c), dependendo de uma determinada temperatura do reformador (6), o fluido de aquecimento é fornecido na linha de gás de exaustão de cátodo (9) através do queimador de partida do gás de exaustão de cátodo (11).
9. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a 8, caracterizado pelo fato de que durante o controle de temperatura do sistema de células de combustível (1d), dependendo de uma determinada temperatura do reformador (6), o fluido de aquecimento é fornecido na linha de gás de alimentação de cátodo (19) através do queimador de partida de gás de alimentação de cátodo (12).
10. Uso de um sistema de células de combustível (1d) conforme qualquer uma das reivindicações 1a 4 caracterizado pelo fato de que é para o provimento de energia elétrica a um veículo motorizado.
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