DE10015651A1 - Verfahren zur Wasserversorgung von Brennstoffzellensystemen an Bord von Fahrzeugen - Google Patents

Verfahren zur Wasserversorgung von Brennstoffzellensystemen an Bord von Fahrzeugen

Info

Publication number
DE10015651A1
DE10015651A1 DE10015651A DE10015651A DE10015651A1 DE 10015651 A1 DE10015651 A1 DE 10015651A1 DE 10015651 A DE10015651 A DE 10015651A DE 10015651 A DE10015651 A DE 10015651A DE 10015651 A1 DE10015651 A1 DE 10015651A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
fuel cell
cell system
water
water supply
passenger compartment
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.)
Granted
Application number
DE10015651A
Other languages
English (en)
Other versions
DE10015651B4 (de
Inventor
Steffen Wieland
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.)
Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
DaimlerChrysler 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 DaimlerChrysler AG filed Critical DaimlerChrysler AG
Priority to DE10015651A priority Critical patent/DE10015651B4/de
Publication of DE10015651A1 publication Critical patent/DE10015651A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE10015651B4 publication Critical patent/DE10015651B4/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/32—Cooling devices
    • B60H1/3233—Cooling devices characterised by condensed liquid drainage means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/32—Cooling devices
    • B60H1/3233—Cooling devices characterised by condensed liquid drainage means
    • B60H1/32331—Cooling devices characterised by condensed liquid drainage means comprising means for the use of condensed liquid, e.g. for humidification or for improving condenser performance
    • 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
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • 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
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04007—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids related to heat exchange
    • H01M8/04029—Heat exchange using liquids
    • 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
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04089—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants
    • H01M8/04119—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants with simultaneous supply or evacuation of electrolyte; Humidifying or dehumidifying
    • 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
    • H01M2250/00—Fuel cells for particular applications; Specific features of fuel cell system
    • H01M2250/20—Fuel cells in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • 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
    • 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
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/40—Application of hydrogen technology to transportation, e.g. using fuel cells

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Wasserversorgung von Brennstoffzellensystemen an Bord eines Fahrzeuges. Gemäß der Erfindung wird das bei der Klimatisierung des Fahrzeuginnenraumes mittels der Fahrzeugklimaanlage anfallende Wasser dem Brennstoffzellensystem zugeführt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Wasserversorgung von Brennstoffzellensystemen an Bord von Fahrzeugen.
Beim Einsatz von Brennstoffzellensystemen, insbesondere solchen mit Reformierungsreaktoren bzw. Reaktoren zur Erzeugung von Wasserstoff, ist die Sicherstellung einer ausreichenden Menge von Wasser von entscheidender Bedeutung. Bei der Reformierung von Kohlenwasserstoffen für die Herstellung von wasserstoffrei­ chem Synthesegas wird dem Reformierungsreaktoren zusätzliches Wasser zudosiert. Dadurch wird für den Prozeß der Reformierung ein hoher Gesamtwirkungsgrad gewährleistet.
Bei einem PEM-Brennstoffzellensystem macht die Verhinderung ei­ nes Austrocknens des Festelektrolyten der Brennstoffzellen- Membranen die Befeuchtung der zugeführten Arbeitsgase erforder­ lich.
Um ein zusätzliches Tanken von Wasser zu umgehen, also einen geregelten Wasserkreislauf ohne erforderliches Nachtanken si­ cherzustellen, kann das in Form von Wasserdampf in den Abgasen des Brennstoffzellensystems vorhandene Wasser genutzt werden. Allgemein üblich und aus dem Stand der Technik bekannt ist es hierbei, eine Auskondensation des Wassers anzuwenden. Dabei wird Wasser aus den flüssigkeitsdampfhaltigen Abgasen der Brennstoffzellensysteme mittels allgemein bekannten und übli­ chen Kondensatabscheidern gewonnen. Dadurch kommt es zu einer teilweisen Auskondensation des Flüssigkeitsinhalts der Gasströ­ me des Brennstoffzellensystems. Dieses gewonnene Wasser würde für den Prozeß der Reformierung von Kohlenwasserstoffen im Gas­ erzeugungssystem des Brennstoffzellensystems ausreichen, als besonderer Nachteil hat sich hierbei jedoch erwiesen, dass die­ se Form der Wasserrückgewinnung in mobilen Brennstoffzellensys­ temen technisch schwer realisierbar ist. Dazu werden für eine hinreichende Wasserrückgewinnung Temperaturen des Abgases un­ terhalb 60°C benötigt. Der zusätzliche Einsatz von großen Wär­ metauscherflächen ist hinsichtlich Kosten und Bauraum im Fahr­ zeug problematisch.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zu schaffen, mit dem an Bord des Fahrzeugs kostengünstig und mit geringem baulichen Aufwand Wasser für das Brennstoffzellensystem zur Verfügung gestellt werden kann.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruches 1 ge­ löst. Vorteilhafte Ausführungen sind Gegenstand weiterer An­ sprüche.
Erfindungsgemäß erfolgt die Wasserversorgung des Brennstoffzel­ lensystems an Bord eines Fahrzeuges mittels des bei der Klima­ tisierung des Fahrzeuginnenraumes gewonnenen Wassers. Dadurch kann die Wasserbilanz des Brennstoffzellensystems verbessert werden, bzw. es kann u. U. sogar ganz auf das Nachtanken von Wasser verzichtet werden (positive Wasserbilanz).
Gemäß der Erfindung können somit ohnehin im Fahrzeug vorhandene Einrichtungen zur Wasserversorgung des Brennstoffzellensystems genutzt werden. Dadurch kann auf zusätzliche, große Wärmetau­ scherflächen verzichtet werden, wodurch sich Vorteile hinsicht­ lich Einsparung von Kosten und Bauraum im Fahrzeug ergeben. Gegenüber dem Stand der Technik werden geringere Wärmetauscher­ flächen benötigt.
Das gewonnene Wasser kann insbesondere zur
  • - Wasserversorgung des Gaserzeugungssystems des Brennstoffzel­ lensystems für die wasserstoffreiche Synthesegaserzeugung,
  • - Befeuchtung der Arbeitsgase des Brennstoffzellensystems,
  • - Kühlung des Brennstoffzellensystems
eingesetzt werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann generell in mobilen Brenn­ stoffzellensystemen eingesetzt werden, insbesondere in Kraft­ fahrzeugen, Bahnsystemen oder Luftfahrzeugen. Es eignet sich insbesondere für die Wasserversorgung von PEM-Brennstoffzellen.
Die Erfindung wird nachstehend beispielhaft anhand einer Zeich­ nung, die den prinzipiellen Verfahrensaufbau zur erfindungsge­ mäßen Wasserversorgung von Brennstoffzellensystemen an Bord von Fahrzeugen zeigt, näher beschrieben.
Bezugsziffer 1 bezeichnet den Innenraum 1 eines Kraftfahrzeugs, der mit der nachgeschalteten Fahrzeugklimaanlage 2 klimatisiert wird. Bei der Klimatisierung wird reines Wasser aus dem flüs­ sigkeitsdampfhaltigen Fahrzeuginnenraum 1 gewonnen und in einem Wasserbehälter 3 gesammelt, von wo aus es dem Brennstoffzellen­ system zugeführt werden kann. Das Brennstoffzellensystem um­ fasst hier neben dem eigentlichen Brennstoffzellenmodul 11 ei­ nen Gasbefeuchter 8 für die Arbeitsgase (Zuluft 9, Brenngas 10) des Brennstoffzellensystems sowie ein Gaserzeugungssystem 7 zur Erzeugung wasserstoffreicher Synthesegase. Das Gaserzeugungs­ system umfasst in dieser beispielhaften Ausführung einen Refor­ mierungskatalysator zur Reformierung von Kohlenwasserstoffen.
Das bei der Klimatisierung im Innenraum anfallende Wasser ge­ langt über die Leitung 4 zum Gaserzeugungssystem, wo es für die Gewinnung von wasserstoffreichem Brenngas eingesetzt wird. Ü­ ber die Leitung 5 wird es zum Gasbefeuchter 8 geführt. Dort wird das Wasser zur Befeuchtung der Arbeitsgase, nämlich Zuluft 9 und Brenngas 10, verwendet. Über die Leitung 6 kann das bei der Klimatisierung anfallende Wasser zum Brennstoffzellenmodul 11 geführt werden, wo es zur Kühlung eingesetzt wird.
Somit kann dem Gaserzeugungssystem bzw. Reformer 7, dem Gasbe­ feuchter 8 sowie dem Brennstoffzellenmodul 11 unabhängig von­ einander, je nach Betriebsbedingung, die erforderliche Menge an Wasser zur Verfügung gestellt werden.
Selbstverständlich sind auch Ausführungen möglich, bei denen das gewonnene Wasser nur einem der genannten Einheiten, z. B. nur dem Gaserzeugungssystem 7, zugeführt wird.

Claims (5)

1. Verfahren zur Wasserversorgung von Brennstoffzellensystemen an Bord eines Fahrzeuges, dadurch gekennzeichnet, dass das bei der Klimatisierung des Fahrzeuginnenraumes (1) mittels der Fahrzeugklimaanlage (2) anfallende Wasser dem Brenn­ stoffzellensystem zugeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das bei der Klimatisierung anfallende Wasser im Gaserzeugungs­ system (7) des Brennstoffzellensystems zur Synthesegaserzeu­ gung eingesetzt wird.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, dass das durch die Klimatisierung anfallende Was­ ser zur Befeuchtung der Arbeitsgase des Brennstoffzellensys­ tems eingesetzt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, dass das durch die Klimatisierung anfallende Was­ ser zur Kühlung des Brennstoffzellensystems eingesetzt wird.
5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug ein Kraftfahrzeug, ein spurgebundenes Fahrzeug oder ein Luftfahrzeug ist.
DE10015651A 2000-03-29 2000-03-29 Verfahren zur Wasserversorgung von Brennstoffzellensystemen an Bord von Fahrzeugen Expired - Fee Related DE10015651B4 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10015651A DE10015651B4 (de) 2000-03-29 2000-03-29 Verfahren zur Wasserversorgung von Brennstoffzellensystemen an Bord von Fahrzeugen

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10015651A DE10015651B4 (de) 2000-03-29 2000-03-29 Verfahren zur Wasserversorgung von Brennstoffzellensystemen an Bord von Fahrzeugen

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE10015651A1 true DE10015651A1 (de) 2001-10-18
DE10015651B4 DE10015651B4 (de) 2005-11-03

Family

ID=7636863

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE10015651A Expired - Fee Related DE10015651B4 (de) 2000-03-29 2000-03-29 Verfahren zur Wasserversorgung von Brennstoffzellensystemen an Bord von Fahrzeugen

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE10015651B4 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1926167A1 (de) * 2006-11-21 2008-05-28 J. Eberspächer GmbH & Co. KG Fahrzeug mit einer Kühleinrichtung und einem Brennstoffzellensystem

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013210704A1 (de) * 2013-06-07 2014-12-11 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Fluidzuführung für eine Brennstoffzelle

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL1010959C1 (nl) * 1998-04-21 1999-10-22 Gastec Nv Werkwijze voor het behandelen van een vochtige gasstroom.
DE19821952C2 (de) * 1998-05-15 2000-07-27 Dbb Fuel Cell Engines Gmbh Energieversorgungseinheit an Bord eines Luftfahrzeugs

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1926167A1 (de) * 2006-11-21 2008-05-28 J. Eberspächer GmbH & Co. KG Fahrzeug mit einer Kühleinrichtung und einem Brennstoffzellensystem

Also Published As

Publication number Publication date
DE10015651B4 (de) 2005-11-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE10216709B4 (de) Verfahren zur Wasseraufbereitung und Verteilung von bordgeneriertem Wasser in Luft, Land- und/oder Wasserfahrzeugen
DE69429332T2 (de) Verfahren zur erzeugung elektrischer energie mittels feststoffpolymerzellen, gespeist mit kohlenwasserstoff
DE102006056354B4 (de) Hybridantrieb für ein Flugzeug
EP0553125B1 (de) Verfahren und anlage zur kombinierten erzeugung elektrischer und mechanischer energie
EP1619738B1 (de) System zur Wassergewinnung aus einem Abgasstrom einer Brennstoffzelle eines Luftfahrzeuges
EP2238639A1 (de) Luftfahrzeug-brennstoffzellensystem
DE60222712T2 (de) Wasser-Rückgewinnung für eine Brennstoffzellenanlage
DE102012002311A1 (de) Versorgungssystem für ein Verkehrsmittel, Verfahren zum Bereitstellen eines Inertgases und elektrischer Leistung, Flugzeug mit einem derartigen Versorgungssystem und Verwendung einer Brennstoffzelle
DE102011121176A1 (de) Brennstoffzellensystem für ein Luftfahrzeug und Luftfahrzeug mit einem Brennstoffzellensystem
EP1354856A1 (de) Verfahren zur Wasseraufbereitung und Verteilung von bordgeneriertem Wasser in Luft-, Land- und/oder Wasserfahrzeugen
DE10154637B4 (de) Brennstoffbereitstellungseinheit und deren Verwendung zur Bereitstellung eines wasserstoffhaltigen Brennstoffs
DE102019217116A1 (de) Power-to-X-Anlage mit optimierter Wasserstofftrocknung und Reinigung
WO2002054521A1 (de) Verfahren zum betrieb einer in einem fahrzeug verwendbaren brennstoffzellenanlage und zugehörige brennstoffzellenanlage
DE102012218648A1 (de) Festoxidbrennstoffzellensystem mit H2O- und CO2-Abtrennung
DE10015651A1 (de) Verfahren zur Wasserversorgung von Brennstoffzellensystemen an Bord von Fahrzeugen
EP1129987B1 (de) Gaserzeugungsvorrichtung
DE102011014729A1 (de) Verfahren zur Ein- und Aufspeicherung von Energie sowie Gasturbinenkraftwerk
DE102004026226B4 (de) Luftfahrzeug mit integriertem elektrochemischen Versorgungssystem
DE102008057694A1 (de) Verfahren zur Nutzung von Wasserstoff mittels Brennstoffzellen in einem Erdgasnetz
DE10142125A1 (de) Verfahren zur Wasserversorgung und Klimatisierung von Cockpit und Kabine von Flugzeugen
DE102018105643B3 (de) Verfahren zur unterbrechungsfreien Stromversorgung mittels einer Schnellbereitschaftsanlage sowie Schnellbereitschaftsanlage
DE102020135043A1 (de) Stromversorgungsvorrichtung und -verfahren
EP2041823A1 (de) Brennstoffzellensystem mit reformer und nachbrenner
DE102010041465A1 (de) Brennstoffzellensystem und Verfahren zu dessen Betrieb
DE102016213143A1 (de) System zur Bereitstellung von Wasserstoff

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8364 No opposition during term of opposition
8327 Change in the person/name/address of the patent owner

Owner name: DAIMLERCHRYSLER AG, 70327 STUTTGART, DE

8327 Change in the person/name/address of the patent owner

Owner name: DAIMLER AG, 70327 STUTTGART, DE

R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee