DE10011849A1 - Vorrichtung zur Stromerzeugung mit einem SOFC-Brennstoffzellensystem, insbesondere auf Fahrzeugen - Google Patents

Vorrichtung zur Stromerzeugung mit einem SOFC-Brennstoffzellensystem, insbesondere auf Fahrzeugen

Info

Publication number
DE10011849A1
DE10011849A1 DE10011849A DE10011849A DE10011849A1 DE 10011849 A1 DE10011849 A1 DE 10011849A1 DE 10011849 A DE10011849 A DE 10011849A DE 10011849 A DE10011849 A DE 10011849A DE 10011849 A1 DE10011849 A1 DE 10011849A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
fuel cell
reformer
units
unit
fuel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE10011849A
Other languages
English (en)
Inventor
Juergen Ringler
Joachim Tachtler
Georg Goetz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bayerische Motoren Werke AG
Original Assignee
Bayerische Motoren Werke AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bayerische Motoren Werke AG filed Critical Bayerische Motoren Werke AG
Priority to DE10011849A priority Critical patent/DE10011849A1/de
Priority to PCT/EP2001/002120 priority patent/WO2001069707A1/de
Publication of DE10011849A1 publication Critical patent/DE10011849A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
    • H01M8/0606—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants
    • H01M8/0612—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants from carbon-containing material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M8/12—Fuel cells with solid electrolytes operating at high temperature, e.g. with stabilised ZrO2 electrolyte
    • H01M2008/1293—Fuel cells with solid oxide electrolytes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
    • H01M8/0606—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants
    • H01M8/0612—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants from carbon-containing material
    • H01M8/0625—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants from carbon-containing material in a modular combined reactor/fuel cell structure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
    • H01M8/249—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells comprising two or more groupings of fuel cells, e.g. modular assemblies
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

Für eine Vorrichtung zur Stromerzeugung mit einem SOFC-Brennstoffzellensystem, insbesondere auf Fahrzeugen, umfassend eine Brennstoffzelleneinheit mit einer oder mehreren Einzelzellen und einer Reformereinheit, wird zur besseren Ausnutzung des in einer Reformereinheit erzeugten Brenngases eine abwechselnde serielle Verschaltung von Brennstoffzelleneinheiten und Reformereinheiten in beliebiger Anzahl vorgeschlagen.

Description

Die Erfindung bezieht sich nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 auf eine Vorrichtung zur Stromerzeugung mit einem SOFC-Brennstoffzellensystem, insbe­ sondere auf Fahrzeugen, umfassend eine Brennstoffzelleneinheit mit einer oder mehreren Einzelzellen, eine Reformereinheit und einen Nachbrenner, wobei der Brennstoffzelleneinheit anodenseitig ein in der Reformereinheit aus einem üblichen Kraftstoff unter Zugabe von Wasser und/oder Luft gebildetes Reformat (H2, CO, H2O, CO2, N2. . . . .) zugeführt ist und ein nach der chemischen Umsetzung anoden­ seitig verbleibendes Restreformat aus der Brennstoffzelleneinheit abgeführt ist.
Für die Stromerzeugung an Bord eines Fahrzeuges sind unterschiedliche Brenn­ stoffzellentypen bekannt. Eine bekannte Bauart ist die oxidkeramische Brennstoff­ zelle bzw. Solid Oxid Fuel Cell, abgekürzt SOFC. Bei dieser erfolgt der ionische Strom durch den Elektrolyten über den Transport von Sauerstoffionen von der Kathode zur Anode. Als fester Elektrolyt dient bei der oxidkeramischen Brenn­ stoffzelle vorzugsweise eine Yttrium-dotierte Zirkondioxid Keramik. Um den Elektro­ lyt-Widerstand der Keramik für O2-Ionen auf ein vertretbares Maß zu reduzieren, ist bei der SOFC-Technologie eine Arbeitstemperatur von 700° bis 1000°C notwendig, weshalb die SOFC als Hochtemperatur-Brennstoffzelle eingestuft wird. Die SOFC zeichnet sich nicht nur durch vollständige CO-Verträglichkeit aus, sondern kann so­ gar theoretisch Kohlenmonoxid als Brenngas elektrochemisch in Strom umwandeln.
Da der für die Brennstoffzellen erforderliche Energieträger Wasserstoff H2 infra­ strukturell kaum erschlossen ist, wird der Wasserstoff für die Brennstoffzellen mittels eines Reformersystems erzeugt. Dabei werden Kraftstoffe auf der Basis von Alko­ holen (Methanol, Ethanol, etc.) oder Kohlenwasserstoffen (Erdgas, Benzin, Diesel, etc.) mit Wasser und/oder Luft mittels Dampfreformierung und/oder partieller Oxi­ dation zu Wasserstoff und Kohlenmonoxid umgesetzt. Bei Alkoholen liegt das Tem­ peraturniveau der Reformierung relativ niedrig, z. B. bei Methanol bei ca. 250° bis 280°C. Bei der Reformierung von Kohlenwasserstoffen ist ein Temperaturniveau von etwa 700°C bis 1000°C üblich, was etwa der Arbeitstemperatur einer oxid­ keramischen Brennstoffzelle SOFC entspricht.
Beim derzeit bekannten Stand der Technik für SOFC-Systeme ist die Brenngas­ ausnutzung insbesondere von Wasserstoff H2 und Kohlenmonoxid CO aus dem zugeführten Reformat nachteiligerweise gering, wobei insbesondere die elektro­ chemische Umsetzung von CO besonders ungünstig ist. Dies bedeutet in der Praxis, dass ein großer Brenngasanteil an Kohlenmonoxid eine SOFC-Zelle unge­ nutzt durchströmt und im Nachbrenner ungenutzt verbrennt. Folglich ist durch die geringe Brenngasausnutzung der Wirkungsgrad für die Stromproduktion des Brenn­ stoffzellensystems schlecht.
Diesem Nachteil wird gemäß einer bekannten Maßnahme dadurch zu begegnen versucht, dass zur Verbesserung der Brenngasausnutzung im Brennstoffzellen­ system häufig mehrere Einzelzellen verschaltet werden. Dabei wird der abneh­ mende Brenngasanteil im Reformat durch eine größere elektrochemische Aus­ tauschfläche der nachfolgenden Brennstoffzelleneinheit ausgeglichen. Dazu wird entweder die Elektrolytfläche der Einzelzelle erhöht oder es werden zunehmend mehrere Einzelzellen parallel geschaltet (Kaskadierung). Diese Maßnahme ist aller­ dings mit einer erhebliche Abnahme der Leistungsdichte der Brennstoffzellen­ einheiten verbunden. Die elektrochemische Umsetzung von Kohlenmonoxid in der SOFC wird durch die Verschaltung mehrerer Einzelzellen nur unwesentlich verbes­ sert.
Eine andere bekannte Maßnahme zur Verbesserung der Brenngasausnutzung sieht geschlossene Anodenkreisläufe vor, bei denen ein Teil des Restreformates über eine Leitung dem Frischreformat vor der Brennstoffzelleneinheit beigemischt wird. Diese Maßnahme ist technisch sehr aufwendig und führt außerdem zwangsläufig zu einer Verdünnung des Frischreformates mit Inertgasen wie N2 und Kohlendioxid CO2.
Weiter müssen bekanntlich SOFC-Brennstoffzellen für eine bestimmte Betriebs­ temperatur gekühlt werden. Nach derzeitigem Stand der Technik werden hierzu hö­ here als von der SOFC benötigte Luftmengen auf der Kathodenseite in die Brenn­ stoffzelleneinheit geleitet, so dass die Luftzahl bis zu λ = 10 betragen kann. Diese Maßnahme ist in nachteiliger Weise mit hohen Wirkungsgradeinbußen für die SOFC-Brennstoffzelleneinheit verbunden.
Schließlich ist für die Reformierung Wasser erforderlich, das, um eine externe Was­ serzufuhr zu vermeiden, aus dem Brennstoffzellensystem zurückgewonnen wird. Um den in der Brennstoffzelle produzierten Wasseranteil von dem zum größten Teil aus Inertgasen, wie N2, CO2, bestehenden Restreformat abtrennen zu können, sind Kondensationssysteme erforderlich, welche einen hohen Platzbedarf ergeben.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße Vorrichtung auf­ grund der CO-Verträglichkeit der SOFC und dem identischen Temperaturniveau von SOFC und Reformer derart auszubilden, dass eine bessere Brenngasausnutzung bezüglich Wasserstoff und Kohlenmonoxid erzielt ist.
Diese Aufgabe ist mit dem Patentanspruch 1 gelöst, wobei eine abwechselnd serielle Verschaltung von Brennstoffzelleneinheiten und Reformereinheiten in be­ liebiger Anzahl n derart vorgesehen ist, dass den in Reihe angeordneten Brennstoff­ zelleneinheiten jeweils eine Reformereinheit zugeordnet ist, wobei aus n - 1 Brennstoffzelleneinheiten jeweils über eine Zuleitung das jeweilige Restformat der Reformereinheit der jeweils benachbart angeordneten Brennstoffzelleneinheit zu­ geführt ist, und dass die n-te bzw. letzte Brennstoffzelleneinheit über eine das Restformat dem Nachbrenner zuführende Leitung in Verbindung steht.
Mit der Erfindung wird in vorteilhafter Weise erzielt, dass durch die abwechselnde serielle Verschaltung von Brennstoffzelleneinheiten und Reformereinheiten beliebi­ ger Anzahl die auf Kohlenmonoxid und Wasserstoff bezogene Brenngasausnutzung wesentlich verbessert ist. Insbesondere die Umsetzung von Kohlenmonoxid CO wird vorteilhaft erhöht, indem der mit einem Restformat aus einer Brennstoffzeileneinheit der nächsten Reformereinheit zugeführte Wasserdampf zur Steuerung der Shift- Reaktion mit erhöhter Wasserstoffbildung H2 dient, wobei das Kohlenmonoxid zu­ nehmend abnimmt. Damit ist der Wirkungsgrad des Brennstoffzellensystems we­ sentlich erhöht und die Leistungsdichte der einzelnen Brennstoffzelleneinheiten ver­ bessert.
Da bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung kein Restformat zurückgeführt wird, un­ terbleibt eine Verdünnung des Reformates durch Inertgase, wie dies im Stand der Technik bekannt ist.
Durch die abwechselnde serielle Verschaltung von Brennstoffzelleneinheiten und Reformierungseinheiten wird das Wassermanagement des Gesamtsystems ver­ einfacht, da das bei der elektrochemischen Umsetzung von Wasserstoff H2 in der Brennstoffzelleneinheit produzierte Wasser sofort in der darauffolgenden Refor­ mierungseinheit verwendet werden kann. Aus diesem Grund sind nur kleinere oder gar keine Kondensatoren zur Wasserrückgewinnung notwendig, wodurch die Inte­ gration der Reformiereinheiten in den Brennstoffzelleneinheiten sich technisch leichter realisieren läßt. Weiter kann die Shift-Reaktion bei Hochtemperatur-Brenn­ stoffzellen vorteilhaft eingesetzt werden, weil im jeweiligen Reformer aus der voran­ gehenden Brennstoffzelleneinheit ausreichend Wasserdampf zugeführt ist. Weiter können in vorteilhafter Weise SOFC-Brennstoffzelleneinheiten bei Einsatz einer Dampfreformierung durch die dazwischen geschalteten Reformierungseinheiten gekühlt werden. Weiter sind geringere Luftzahlen auf der Kathodenseite möglich, womit in weiterer vorteilhafter Weise das Wärmemanagement der SOFC-Brenn­ stoffzelleneinheiten vereinfacht werden kann.
In Ausgestaltung der Erfindung stehen die Reformereinheiten miteinander seriell über Leitungen für unverbrauchte Reformat-Teilströme in Verbindung, wobei ge­ gebenenfalls im Aufbau unterschiedliche Reformereinheiten für die Treibstoffe Alko­ hol oder Kohlenwasserstoffe vorgesehen sein können.
Gemäß einem weiteren Vorschlag ist in einer Brennstoffzelleneinheit anodenseitig in Dampfform anfallendes Wasser einer Reformereinheit zur Erzeugung eines wasser­ stoffreichen Synthesegases aus einem alkoholischen oder kohlenwasserstoffhalti­ gen Treibstoff zur Dampfreformierung zugeführt, wobei ggf. Wasser extern zuführ­ bar ist, und ferner die Dampfreformierung der Kühlung einer Brennstoffzelleneinheit dient.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass in einer Brennstoffzelleneinheit anodenseitig anfallendes Wasser einer Reformereinheit für eine Shift-Reaktion zugeführt ist.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist in einer Reformereinheit mittels unterstöchiometrischer Luftzufuhr über eine partielle Oxidation ein wasserstoff­ reiches Synthesegas erzielt aus einem alkoholischen oder kohlenwasserstoffhalti­ gen Treibstoff.
Zur Erzielung eines einfachen Aufbaus der Vorrichtung sind die Brennstoffzellen­ einheiten kathodenseitig aus einer gemeinsamen Leitung parallel mit Luft versorgt und über Einzelleitungen entsorgt.
Einem kompakten Aufbau dient ferner, dass die Reformereinheiten zumindest teil­ weise in den Brennstoffzelleneinheiten derart baulich integriert sind, dass eine ther­ misch integrierte Reformierung in einem Zellengehäuse und/oder eine integrierte Reformierung im Stack-Manifolding und/oder eine interne Reformierung an der Anode erzielt ist.
Die Erfindung ist anhand einer in der Zeichnung schematisch dargestellten Vorrich­ tung beschrieben.
Die Vorrichtung zur Stromerzeugung mit einem SOFC-Brennstoffzellensystem um­ fasst vor drei Brennstoffzelleneinheiten bzw. Teil-Stacks 1, 1a, 1b eine Reformer­ einheit 6 und zwischen den Teil-Stacks 1a und 1b sind weitere Reformereinheiten 6a und 6b angeordnet. Die Luftversorgung der Teil-Stacks 1, 1a und 1b ist in be­ kannter Weise ausgeführt, wobei Luft über Zuleitungen 2, 2a und 2b auf der Katho­ denseite 3, 3a und 3b den Teil-Stacks 1, 1a und 1b zugeführt und über Leitungen 4, 4a und 4b aus dem jeweiligen Teil-Stack, 1, 1a, 1b abgeführt ist.
Zur Wasserstoffaufbereitung ist vorgesehen, dass das aus dem über die Zuleitung 7 zugeführten Kraftstoff, und aus dem über die Zuleitung 8 zugeführten Wasser und eventuell oder über die Zuleitung 9 zugeführte Luft in der Reformereinheit ein Re­ format gewonnen wird, das über eine Zuleitung 10 der Anode 5 des ersten Brenn­ stoffzellen-Stack 1 zugeführt ist. Aus diesem Brennstoffzellen-Stack 1 ist in erfin­ dungsgemäßer Weise das Restreformat über eine Zuleitung 11 in eine weitere Re­ formereinheit 6a eingeführt. Dort kann optional ein Teilstrom unverbrauchten Refor­ mates der ersten Reformereinheit 6 über eine Zuleitung 12 sowie weiterer Kraftstoff über eine Zuleitung 7a, weiteres Wasser über eine Zuleitung 8a und/oder weitere Luft über eine Zuleitung 9a zugeführt werden. In der Reformereinheit 6a wird mittels einer Dampfreformierung bzw. Shift-Reformierung oder einer partiellen Oxidation die Wasserstoffkonzentration wieder erhöht und über eine Leitung 10a auf der Anoden­ seite 5a in den zweiten Teil-Stack 1a geleitet. Das Restformat aus diesem Teil-Stack 1a strömt über eine Leitung 11a in eine weitere Reformereinheit 6b. Hier kann wie­ der optional ein Teilstrom des Reformates der ersten Reformereinheit 6 oder der zweiten Reformereinheit 6a über die Zuleitungen 12b oder 12a sowie weiterer Kraft­ stoff über eine Zuleitung 7b, weiteres Wasser über eine Zuleitung 8b und/oder wei­ tere Luft über eine Zuleitung 9b zugeführt werden. Es wird wie in den vorherigen Reformereinheiten 6 und 6a mittels einer der vorgenannten Verfahren die Wasser­ stoffkonzentration in der Reformereinheit 6b wieder erhöht und über eine Leitung 10b auf der Anodenseite 5b in den dritten Teil-Stack 1b geleitet. Das Restreformat aus diesem Teil-Stack 1b wird über eine Leitung 11b einem Nachbrenner 14 zuge­ leitet und dort unter Zugabe von über eine Leitung 13 zugeführte Luft verbrannt.
Die vorbeschriebene Erfindung abwechselnd seriell verschalteter Brennstoffzellen­ einheiten und Reformereinheiten ermöglicht ferner in vorteilhafter Weise, dass z. B. der Aufbau der einzelnen Teil-Stacks untereinander sowie der einzelnen Refor­ mierungseinheiten untereinander je nach Systemauslegung variieren kann, und dass die Anzahl der Teil-Stacks mit dazwischen liegenden Reformereinheiten von der jeweiligen Systemauslegung abhängig gestaltet werden kann. Schließlich kann die Reformierung zum Teil oder ganz im jeweiligen Teil-Stack integriert sein, wobei als mögliche Verfahren eine thermische integrierte Reformierung, eine integrierte Reformierung oder eine interne Reformierung angewandt werden können.

Claims (7)

1. Vorrichtung zur Stromerzeugung mit einem SOFC-Brennstoffzellensystem, insbesondere auf Fahrzeugen,
  • - umfassend eine Brennstoffzelleneinheit (1, 1a, 1b) mit einer oder mehreren Einzelzellen, eine Reformereinheit (6, 6a, 6b) und einem Nachbrenner (14), wobei
  • - der Brennstoffzelleneinheit (1, 1a, 1b) anodenseitig ein in der Re­ formereinheit (6, 6a, 6b) aus einem üblichen Kraftstoff unter Zugabe von Wasser und/oder Luft gebildetes Reformat (H2, CO, H2O, CO2, N2 . . . . .) zugeführt ist, und
  • - ein nach der chemischen Umsetzung anodenseitig verbleibendes Restreformat aus der Brennstoffzelleneinheit (1, 1a, 1b) abgeführt ist,
gekennzeichnet durch
  • - eine abwechselnde serielle Verschaltung von Brennstoffzelleneinhei­ ten (1, 1a, 1b) und Reformereinheiten (6, 6a, 6b) in beliebiger Anzahl (n) derart, dass
  • - den in Reihe angeordneten Brennstoffzelleneinheiten (1, 1a, 1b) je­ weils eine Reformereinheit (6, 6a, 6b) zugeordnet ist, wobei aus
  • - (n - 1) Brennstoffzelleneinheiten (1, 1a) jeweils über eine Zuleitung (11, 11a) das jeweilige Restreformat der Reformereinheit (6a, 6b) der jeweils benachbart angeordneten Brennstoffzelleneinheit (1a, 1b) zu­ geführt ist, und dass
  • - die (n-te) bzw. letzte Brennstoffzelleneinheit (1b) über eine das Restreformat dem Nachbrenner (14) zuführende Leitung (11b) in Verbindung steht.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
  • - dass die Reformereinheiten (6, 6a, 6b) miteinander seriell über Lei­ tungen (12, 12a, 12b) für Reformat-Teilströme in Verbindung stehen, wobei
  • - ggf. im Aufbau unterschiedliche Reformereinheiten (6, 6a, 6b) vorge­ sehen sein können.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
  • - dass in einer Brennstoffzelleneinheit (1, 1a, 1b) anodenseitig in Dampfform anfallendes Wasser einer Reformereinheit (6, 6a, 6b) zur Erzeugung eines wasserstoffreichen Synthesegases aus einem alko­ holischen oder kohlenwasserstoffhaltigen Treibstoff zur Dampfrefor­ mierung zugeführt ist, wobei
  • - ggf. Wasser extern zuführbar ist, und ferner
  • - die Dampfreformierung der Kühlung einer Brennstoffzelleneinheit (1, 1a, 1b) dient.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Brennstoffzelleneinheit (1, 1a, 1b) anodenseitig anfallendes Wasser einer Reformereinheit (6, 6a, 6b) für eine Shift-Reaktion zugeführt ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Reformereinheit (6, 6a, 6b) mittels unterstöchiometrischer Luftzufuhr über eine partielle Oxidation ein wasserstoffreiches Synthesegas erzielt ist aus einem alkoholischen oder kohlenwasserstoffhaltigen Treibstoff.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
  • - dass die Brennstoffzelleneinheiten (1, 1a, 1b) kathodenseitig aus einer gemeinsamen Leitung (2') parallel mit Luft versorgt sind und über Einzelleitungen (4, 4a, 4b) entsorgt sind.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
  • - dass die Reformereinheiten (6, 6a, 6b) zumindest teilweise in den Brennstoffzelleneinheiten (1, 1a, 1b) derart baulich integriert sind, dass
  • - eine thermisch integrierte Reformierung und/oder eine integrierte Reformierung und/oder eine interne Reformierung erzielt ist.
DE10011849A 2000-03-10 2000-03-10 Vorrichtung zur Stromerzeugung mit einem SOFC-Brennstoffzellensystem, insbesondere auf Fahrzeugen Withdrawn DE10011849A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10011849A DE10011849A1 (de) 2000-03-10 2000-03-10 Vorrichtung zur Stromerzeugung mit einem SOFC-Brennstoffzellensystem, insbesondere auf Fahrzeugen
PCT/EP2001/002120 WO2001069707A1 (de) 2000-03-10 2001-02-24 Vorrichtung zur stromerzeugung mit einem sofc-brennstoffzellensystem, insbesondere auf fahrzeugen

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10011849A DE10011849A1 (de) 2000-03-10 2000-03-10 Vorrichtung zur Stromerzeugung mit einem SOFC-Brennstoffzellensystem, insbesondere auf Fahrzeugen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE10011849A1 true DE10011849A1 (de) 2001-09-20

Family

ID=7634314

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE10011849A Withdrawn DE10011849A1 (de) 2000-03-10 2000-03-10 Vorrichtung zur Stromerzeugung mit einem SOFC-Brennstoffzellensystem, insbesondere auf Fahrzeugen

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE10011849A1 (de)
WO (1) WO2001069707A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2963722A1 (de) * 2014-07-01 2016-01-06 General Electric Company Stromerzeugungssystem und verfahren mit kaskadierten brennstoffzellen
US10854899B2 (en) 2016-11-04 2020-12-01 Cummins Enterprise Llc Power generation system using cascaded fuel cells and associated methods thereof

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0230036A1 (de) * 1985-12-23 1987-07-29 Energy Research Corporation Brennstoffzellenanlage mit innenliegendem Reformer
EP0263052A1 (de) * 1986-09-29 1988-04-06 International Fuel Cells Corporation Verteilung des Reaktanten in Brennstoffzellenkraftwerken mit vielen Stapeln
US5346779A (en) * 1992-06-25 1994-09-13 Ishikawajima-Harima Heavy Industries Co., Ltd. Fuel reforming method and apparatus for power generation system using fuel cells
DE19734051A1 (de) * 1996-09-25 1998-04-02 Mitsubishi Electric Corp Brennstoffzellen-Stromerzeugungssystem und zugehöriges Betriebsverfahren
WO1998021771A1 (en) * 1996-11-13 1998-05-22 Stichting Energieonderzoek Centrum Nederland Reactant flow arrangement of a power system of several internal reforming fuel cell stacks
DE19637207C2 (de) * 1996-09-12 1998-07-02 Siemens Ag Anlage und Verfahren zur Energieerzeugung
DE19826375A1 (de) * 1998-06-12 1999-12-16 Forschungszentrum Juelich Gmbh Brennstoffzelle mit CO¶2¶-Reformierung

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03274674A (ja) * 1990-03-23 1991-12-05 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 燃料電池発電プラントシステム
US5480738A (en) * 1994-02-04 1996-01-02 Ceramatec, Inc. Fuel cell module
GB9403198D0 (en) * 1994-02-19 1994-04-13 Rolls Royce Plc A solid oxide fuel cell stack

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0230036A1 (de) * 1985-12-23 1987-07-29 Energy Research Corporation Brennstoffzellenanlage mit innenliegendem Reformer
EP0263052A1 (de) * 1986-09-29 1988-04-06 International Fuel Cells Corporation Verteilung des Reaktanten in Brennstoffzellenkraftwerken mit vielen Stapeln
US5346779A (en) * 1992-06-25 1994-09-13 Ishikawajima-Harima Heavy Industries Co., Ltd. Fuel reforming method and apparatus for power generation system using fuel cells
DE19637207C2 (de) * 1996-09-12 1998-07-02 Siemens Ag Anlage und Verfahren zur Energieerzeugung
DE19734051A1 (de) * 1996-09-25 1998-04-02 Mitsubishi Electric Corp Brennstoffzellen-Stromerzeugungssystem und zugehöriges Betriebsverfahren
WO1998021771A1 (en) * 1996-11-13 1998-05-22 Stichting Energieonderzoek Centrum Nederland Reactant flow arrangement of a power system of several internal reforming fuel cell stacks
DE19826375A1 (de) * 1998-06-12 1999-12-16 Forschungszentrum Juelich Gmbh Brennstoffzelle mit CO¶2¶-Reformierung

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2963722A1 (de) * 2014-07-01 2016-01-06 General Electric Company Stromerzeugungssystem und verfahren mit kaskadierten brennstoffzellen
US10256496B2 (en) 2014-07-01 2019-04-09 General Electric Company Power generation systems and methods utilizing cascaded fuel cells
US10854899B2 (en) 2016-11-04 2020-12-01 Cummins Enterprise Llc Power generation system using cascaded fuel cells and associated methods thereof

Also Published As

Publication number Publication date
WO2001069707A1 (de) 2001-09-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE19857398B4 (de) Brennstoffzellensystem, insbesondere für elektromotorisch angetriebene Fahrzeuge
DE10297056B4 (de) Brennstoffzellensystem
DE102006020097B4 (de) Brennstoffzellensystem und Verfahren zum Betreiben
DE102009031774B4 (de) Hochtemperaturbrennstoffzellensystem
DE69614707T2 (de) Elektrochemischer hochtemperatur - energiewandler für kohlenwasserstoffbrennstoff
DE19746251C2 (de) Anlage zur Wasserdampfreformierung eines Kohlenwasserstoffs und Betriebsverfahren hierfür
DE19908905C2 (de) Brennstoffzellensystem mit zugeordneter Wasserstofferzeugungsanlage
EP3111499B1 (de) Brennstoffzellensystem
EP2153485B1 (de) Mit flüssiggas betriebenes brennstoffzellensystem
EP1705739B1 (de) Verfahren zum Betreiben eines Brennstoffzellensystems
DE102015216257B4 (de) Brennstoffzellenmodul
DE10234263A1 (de) Verbundbrennstoffzellenanlage
DE112005000041T5 (de) Brennstoffzellensystem
DE102017106900A1 (de) Brennstoffzellensystem
DE19637207C2 (de) Anlage und Verfahren zur Energieerzeugung
DE10297048B4 (de) Übertragungsvorrichtung für Wasserdampf für einen Reformer einer Brennstoffzelle
WO2003021696A2 (de) System zum erzeugen elektrischer energie und verfahren zum betreiben eines systems zum erzeugen elektrischer energie
DE102015216254B4 (de) Brennstoffzellenmodul
DE102012218648A1 (de) Festoxidbrennstoffzellensystem mit H2O- und CO2-Abtrennung
DE10136970C2 (de) Vorrichtung zur Erzeugung von wasserstoffhaltigem Gas für eine Brennstoffzellenanlage
DE10011849A1 (de) Vorrichtung zur Stromerzeugung mit einem SOFC-Brennstoffzellensystem, insbesondere auf Fahrzeugen
DE102016223436B4 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Betrieb eines Brennstoffzellensystems
DE202022104076U1 (de) Brennstoffzellensysteme
DE10235430A1 (de) Reformer-Brennstoffzellen-System und Verfahren zum Abschalten und Starten desselben
DE10309794A1 (de) Brennstoffzellensystem mit wenigstens einer Brennstoffzelle und einem Gaserzeugungssystem

Legal Events

Date Code Title Description
OM8 Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law
8139 Disposal/non-payment of the annual fee