DE10134193A1 - Fuel cell system with anode catalyst, has circuit producing voltage pulses to clear substances poisoning anode, by electrochemical oxidation - Google Patents

Fuel cell system with anode catalyst, has circuit producing voltage pulses to clear substances poisoning anode, by electrochemical oxidation

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Abstract

The circuit (20) includes a pulse generator (40) producing pulses of variable shape (21). Switching components (22, 23) are opened and closed by the pulses. The resultant voltage signals can be used to oxidize substances electrochemically, on the anode.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Brennstoffzellensystem, mit einer oder mehreren Brennstoffzelle(n), wobei jede Brennstoffzelle eine Anoden-Elektrolyt- Kathoden-Einheit sowie einen Anodenkatalysator aufweist. Weiterhin verfügt das Brennstoffzellensystem über eine Schaltungsanordnung zum Erzeugen von Spannungspulsen und zum Aufprägen der Spannungspulse auf die Brennstoffzelle(n).The present invention relates to a fuel cell system with or several fuel cells, each fuel cell having an anode electrolyte Has cathode unit and an anode catalyst. Furthermore, the Fuel cell system via a circuit arrangement for generating Voltage pulses and for impressing the voltage pulses on the Fuel cell (s).

Brennstoffzellen sind bereits seit langem bekannt und haben insbesondere im Bereich der Automobilindustrie in den letzten Jahren erheblich an Bedeutung gewonnen.Fuel cells have been known for a long time and have been used particularly in Automotive industry has become significantly more important in recent years won.

In einer Brennstoffzelle, beispielsweise einer PEM-Brennstoffzelle, wird durch eine chemische Reaktion Strom erzeugt. Dabei wird ein Brennstoff, wie beispielsweise Wasserstoff, und ein Oxidationsmittel, wie beispielsweise Sauerstoff aus der Luft, in elektrische Energie und ein Reaktionsprodukt, wie beispielsweise Wasser, umgewandelt. Eine Brennstoffzelle besteht im wesentlichen aus einem Anodenteil, einer Membran (Elektrolyt) und einem Kathodenteil. Die Membran besteht aus einem gasdichten und protonenleitenden Material und ist zwischen der Anode und der Kathode angeordnet, um Ionen auszutauschen. Auf der Seite der Anode wird der Brennstoff zugeführt, während auf der Seite der Kathode das Oxidationsmittel zugeführt wird. An der Anode werden durch katalytische Reaktionen Protonen, beziehungsweise Wasserstoffionen, erzeugt, die sich durch die Membran zur Kathode bewegen. An der Kathode reagieren die Wasserstoffionen mit dem Sauerstoff, und es bildet sich Wasser. Die bei der Reaktion abgegebenen Elektronen lassen sich als elektrischer Strom durch einen Verbraucher leiten. In a fuel cell, for example a PEM fuel cell, a chemical reaction generates electricity. This is a fuel such as Hydrogen, and an oxidizing agent such as oxygen from the air electrical energy and a reaction product such as water converted. A fuel cell essentially consists of an anode part, a membrane (electrolyte) and a cathode part. The membrane consists of a gastight and proton conductive material and is between the anode and the Cathode arranged to exchange ions. On the side of the anode, the Fuel supplied while on the side of the cathode the oxidant is fed. At the anode, protons, or hydrogen ions generated, which through the membrane to Move cathode. The hydrogen ions react with the at the cathode Oxygen, and water forms. The electrons released during the reaction can be conducted as electrical current through a consumer.  

Will man die Brennstoffzelle mit einem leicht verfügbaren oder zu speichernden Brennstoff wie Erdgas, Methanol, Benzin, Diesel oder dergleichen betreiben, muß man den Kohlenwasserstoff in einer Anordnung zum Erzeugen/Aufbereiten eines Brennstoffs zunächst in ein wasserstoffreiches Gas umwandeln. Dabei wird dieses im wesentlichen zu Wasserstoff und Kohlendioxid zersetzt. Weiterhin entsteht ebenfalls Kohlenmonoxid, das ein für die Brennstoffzelle schädliches Gas darstellt, da es den Katalysator auf der Anodenseite unwirksam macht und deshalb vor Eintritt des Brennstoffs in die Brennstoffzelle entfernt werden muß.If you want the fuel cell with an easily available or storable one Operate fuel such as natural gas, methanol, gasoline, diesel or the like the hydrocarbon in an arrangement for generating / processing a First convert the fuel into a hydrogen-rich gas. In doing so, this will essentially decomposed to hydrogen and carbon dioxide. Still arises also carbon monoxide, which is a gas that is harmful to the fuel cell, since it makes the catalyst on the anode side ineffective and therefore before entry of the fuel in the fuel cell must be removed.

In der Brennstoffzelle kann das Kohlenmonoxid, aber auch andere für die Brennstoffzelle schädliche Stoffe, ab einer bestimmten Konzentration dazu führen, daß sich die von der Brennstoffzelle abgegebene Leistung verringert und folglich der Wirkungsgrad der Brennstoffzelle stark reduziert wird.In the fuel cell, carbon monoxide can be used, but also for others Fuel cell harmful substances, from a certain concentration cause that the power output by the fuel cell decreases and consequently the Efficiency of the fuel cell is greatly reduced.

Um eine solch schädliche Einflußnahme von Kohlenmonoxid auf die Brennstoffzelle zu verhindern, ist in der DE 197 10 819 C1 eine Brennstoffzelle beschrieben, bei der Leistungseinbußen auf Grund von am Anodenkatalysator absorbierten Verunreinigungen vermieden werden sollen. Dies wird dadurch erreicht, daß die Brennstoffzelle mit Mitteln verbunden ist, die der Anode der Brennstoffzelle einen positiven Spannungspuls aufprägen. Durch die Aufprägung des Spannungspulses wird eine pulsförmige Änderung des Anodenpotentials bewirkt. Durch diese pulsförmigen Änderungen des Anodenpotentials wird erreicht, daß das in der Brennstoffzelle befindliche Kohlenmonoxid oxidiert wird (Entgiftung der Brennstoffzelle).Such a harmful influence of carbon monoxide on the fuel cell To prevent a fuel cell is described in DE 197 10 819 C1, in which Performance loss due to absorbed on the anode catalyst Contamination should be avoided. This is achieved in that the Fuel cell is connected to means that unite the anode of the fuel cell Imprint positive voltage pulse. By stamping the voltage pulse a pulsed change in the anode potential is brought about. Through this Pulse-shaped changes in the anode potential is achieved in that Carbon monoxide located in the fuel cell is oxidized (detoxification of the Fuel cell).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Brennstoffzellensystem der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß die Spannungspulse zur Entgiftung der Brennstoffzelle auf einfache Weise auf die Brennstoffzelle aufgeprägt werden können. The invention has for its object a fuel cell system of the beginning mentioned type in such a way that the voltage pulses to detoxify the Fuel cell can be imprinted on the fuel cell in a simple manner can.  

Gelöst wird die Aufgabe durch die Merkmale des Brennstoffzellensystems gemäß Patentanspruch 1 und Patentanspruch 2. Weitere Vorteile, Merkmale, Effekte, Details und Aspekte der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung sowie den Zeichnungen. Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem ersten Erfindungsaspekt beschrieben sind, gelten dabei selbstverständlich auch für den zweiten Erfindungsaspekt, und jeweils umgekehrt.The task is solved by the features of the fuel cell system according to Claim 1 and claim 2. Further advantages, features, effects, Details and aspects of the present invention result from the Subclaims, the description and the drawings. Features and details, that are described in connection with the first aspect of the invention apply of course also for the second aspect of the invention, and each vice versa.

Der Grundgedanke der vorliegenden Erfindung besteht wie bei der DE 197 10 819 C1, deren Offenbarungsgehalt insoweit in die Beschreibung der vorliegenden Erfindung mit einbezogen wird, darin, daß die Brennstoffzelle(n), beziehungsweise der Anodenkatalysator der Brennstoffzelle(n), über das Aufprägen der Spannungspulse von schädlichen Bestandteilen, insbesondere von Kohlenmonoxid, befreit wird/werden (Entgiftung), in dem diese(s) oxidiert wird/werden. Durch die Aufprägung der Spannungspulse wird eine pulsförmige Änderung des Anodenpotentials bewirkt. Die vorliegende Erfindung beschreibt insbesondere vorteilhafte Ausgestaltungen einer für das Aufprägen der Spannungspulse vorgesehenen Schaltungsanordnung.The basic idea of the present invention is as in DE 197 10 819 C1, the disclosure content thereof in the description of the present Invention is included in that the fuel cell (s), respectively the anode catalyst of the fuel cell (s), via the stamping of the Voltage pulses from harmful components, especially carbon monoxide, is / are freed (detoxification) by oxidizing this (s). Through the Imprinting the voltage pulses becomes a pulsed change in the Anode potential causes. The present invention describes in particular advantageous embodiments of one for impressing the voltage pulses provided circuit arrangement.

Gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Brennstoffzellensystem bereitgestellt, mit wenigstens einer Brennstoffzelle, wobei die Brennstoffzelle eine Anoden-Elektrolyt-Kathoden-Einheit sowie einen Anodenkatalysator aufweist, und mit einer Schaltungsanordnung zum Erzeugen von Spannungspulsen und zum Aufprägen der Spannungspulse auf die Brennstoffzelle. Das Brennstoffzellensystem ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsanordnung einen Pulsgenerator zum Erzeugen von veränderlichen pulsförmigen Signalen aufweist, daß die Schaltungsanordnung wenigstens ein Schalterelement aufweist, das durch die pulsförmigen Signale geöffnet und geschlossen wird und daß über die pulsförmigen Signale Spannungspulse erzeugt werden, mittels derer elektrochemisch oxidierbare Stoffe auf der Anode oxidiert werden oder oxidierbar sind. According to the first aspect of the invention, a fuel cell system provided, with at least one fuel cell, the fuel cell one Anode-electrolyte-cathode unit and an anode catalyst, and with a circuit arrangement for generating voltage pulses and Imprinting the voltage pulses on the fuel cell. The fuel cell system is characterized in that the circuit arrangement a Has a pulse generator for generating variable pulse-shaped signals, that the circuit arrangement has at least one switch element which by the pulse-shaped signals are opened and closed and that over the Pulse-shaped signals are generated by means of which voltage pulses electrochemically oxidizable substances are oxidized on the anode or oxidizable are.  

Ein Grundgedanke des erfindungsgemäßen Brennstoffzellensystems besteht darin, daß wenigstens ein Schalterelement der Schaltungsanordnung über die pulsförmigen Signale geöffnet und geschlossen wird. Über das Schalterelement werden dann entsprechende Komponenten in der Schaltungsanordnung angesprochen oder aktiviert, die eine Entgiftung der Brennstoffzelle bewirken. Dies wird an Hand einiger nicht ausschließlicher Beispiele im weiteren Verlauf der Beschreibung näher erläutert.A basic idea of the fuel cell system according to the invention is that at least one switch element of the circuit arrangement via the pulse-shaped Signals is opened and closed. Then over the switch element corresponding components in the circuit arrangement addressed or activated, which detoxify the fuel cell. This is illustrated by some non-exclusive examples in the further course of the description explained.

Ein weiterer Grundgedanke des erfindungsgemäßen Brennstoffzellensystems liegt darin, daß die pulsförmigen Signale mittels eines Pulsgenerators erzeugt werden, wobei der Pulsgenerator derart ausgebildet ist, daß veränderliche pulsförmige Signale erzeugt werden können. Durch die Veränderlichkeit der pulsförmigen Signale kann die Wirkung der Schaltungsanordnung optimiert werden, so daß eine Entgiftung der Brennstoffzelle mit hohem Wirkungsgrad möglich wird.Another basic idea of the fuel cell system according to the invention lies in that the pulse-shaped signals are generated by means of a pulse generator, wherein the pulse generator is designed such that variable pulse-shaped Signals can be generated. Due to the variability of the pulse-shaped signals the effect of the circuit arrangement can be optimized so that detoxification the fuel cell becomes possible with high efficiency.

Die Erfindung ist nicht auf bestimmte Typen von Pulsgeneratoren beschränkt. Wichtig ist lediglich, daß der Pulsgenerator pulsförmige Signale erzeugen kann und daß die pulsförmigen Signale geeignet sind, das wenigstens eine Schaltelement in entsprechender Weise zu öffnen und/oder zu schließen. Dies kann beispielsweise dadurch bewerkstelligt werden, daß der Pulsgenerator entsprechende Spannungspulse erzeugt, wobei die Spannungspulse ein Öffnen beziehungsweise Schließen des Schalterelements bewirken. Ebenso ist es denkbar, daß der Pulsgenerator pulsförmige Signale auf Lichtbasis, Funkbasis oder dergleichen erzeugt.The invention is not limited to certain types of pulse generators. It is only important that the pulse generator can generate pulse-shaped signals and that the pulse-shaped signals are suitable, the at least one switching element in to open and / or close accordingly. For example be accomplished in that the pulse generator corresponding Generates voltage pulses, the voltage pulses opening or Closing the switch element cause. It is also conceivable that the Pulse generator pulse-shaped signals based on light, radio or the like generated.

Durch den in der Schaltungsanordnung vorgesehenen Pulsgenerator wird es folglich ermöglicht, die auf die Brennstoffzelle(n) aufgeprägten Spannungspulse regeln beziehungsweise steuern zu können, so daß je nach Betriebssituation und Betriebszustand Spannungspulse mit unterschiedlicher Größe und Form erzeugt und auf die Brennstoffzelle aufgeprägt werden können. The pulse generator provided in the circuit arrangement consequently makes it enables to regulate the voltage pulses impressed on the fuel cell (s) or to be able to control, so that depending on the operating situation and Operating state generates and generates voltage pulses of different sizes and shapes can be imprinted on the fuel cell.  

Vorteilhaft kann der Pulsgenerator zur Erzeugung von im wesentlichen rechteckigen, pulsförmigen Signalen ausgebildet sein. Derartige Signale ermöglichen auf Grund ihrer steilen Flanken ein genaues Schalten innerhalb der Schaltungsanordnung. Vorteilhaft können die pulsförmigen Signale eine variable Pulsdauer und/oder einen variablen Pulsabstand und/oder eine variable Pulsfrequenz und/oder eine variable Pulsamplitude aufweisen. Dabei ist die Erfindung nicht auf bestimmte Werte der einzelnen Parameter beschränkt. Vorteilhafte Pulsdauern können sich beispielsweise - jedoch nicht ausschließlich - im Bereich zwischen 10 Millisekunden und 2 Sekunden bewegen. Nicht ausschließliche Beispiele für geeignete Pulsabstände liegen im Bereich zwischen 500 Millisekunden und 10 Sekunden.The pulse generator can advantageously be used to generate essentially rectangular, pulse-shaped signals. Such signals allow on the ground their steep flanks an exact switching within the circuit arrangement. The pulse-shaped signals can advantageously have a variable pulse duration and / or variable pulse interval and / or a variable pulse frequency and / or a variable Have pulse amplitude. The invention is not limited to specific values individual parameters limited. Advantageous pulse durations can occur, for example - but not exclusively - in the range between 10 milliseconds and 2 Move seconds. Non-exclusive examples of suitable pulse intervals are in the range between 500 milliseconds and 10 seconds.

Der Pulsgenerator kann vorteilhaft eine Schaltung zur Kalibrierung der Pulsdauer der pulsförmigen Signale aufweisen. Bei Verwendung einer solchen Schaltung kann die Pulsfrequenz beispielsweise fest vorgegeben sein. Auch die Pulsdauer und der Pulsabstand sind im wesentlichen festgelegt. Über die Schaltung wird lediglich die Pulsdauer kalibriert, was bedeutet, daß eine Feineinstellung der Pulsdauer vorgenommen werden kann. Bei dieser Ausgestaltungsform handelt es sich um eine mehr oder weniger "starre" Möglichkeit zur Erzeugung pulsförmiger Signale.The pulse generator can advantageously be a circuit for calibrating the pulse duration of the have pulse-shaped signals. When using such a circuit, the Pulse frequency can be fixed, for example. The pulse duration and the The pulse interval is essentially fixed. Only the Pulse duration calibrated, which means that a fine adjustment of the pulse duration can be made. This embodiment is a more or less "rigid" possibility to generate pulse-shaped signals.

In weiterer Ausgestaltung kann der Pulsgenerator eine Schaltung zum variablen Einstellen der Verhältnisse von Pulsdauer zu Pulsabstand aufweisen. Durch eine solche Schaltung wird es möglich, daß innerhalb der Pulsfrequenz, die wiederum fest vorgegeben sein kann, das Verhältnis zwischen Pulsdauer und Pulsabstand beliebig eingestellt werden kann.In a further embodiment, the pulse generator can be a variable circuit Setting the ratio of pulse duration to pulse interval. By a such a circuit will make it possible that within the pulse frequency, which in turn is fixed can be predetermined, the ratio between pulse duration and pulse interval arbitrarily can be adjusted.

Die im Hinblick auf die beiden genannten Schaltungen beschriebene Einstellung der Pulsdauer und/oder des Pulsabstands kann beispielsweise über ein oder mehrere Potentiometer erfolgen. Potentiometer sind an sich aus dem Stand der Technik bekannt. Hierbei handelt es sich um regelbare elektrische Widerstände, die beispielsweise einen Schleifkontakt zum Abgreifen von Teilwiderständen aufweisen. The setting described with regard to the two circuits mentioned The pulse duration and / or the pulse interval can be, for example, one or more Potentiometer done. Potentiometers are inherently state of the art known. These are adjustable electrical resistors that For example, have a sliding contact for tapping part resistors.  

Potentiometer können beispielsweise als Schiebewiderstände, Drehwiderstände, digitale Potentiometer oder dergleichen ausgebildet sein.Potentiometers can be used, for example, as sliding resistors, rotary resistors, digital potentiometers or the like.

In weiterer Ausgestaltung kann der Pulsgenerator einen Zählerbaustein aufweisen, der mit einer Schaltung zum Kalibrieren der Pulsdauer verbunden ist. Mit Hilfe eines solchen Zählerbausteins und einer wie oben beschriebenen entsprechenden Schaltung können die benötigten pulsförmigen Signale erzeugt werden. Der Zählerbaustein kann beispielsweise über einen sogenannten "Clock-Eingang" verfügen, über den die von der Schaltung abgehenden Signale in den Zählerbaustein eingespeist werden. Bei Zählerbausteinen, die an sich aus dem Stand der Technik bekannt sind, handelt es sich allgemein um sequentielle Schaltungen zum Zählen von Impulsen.In a further embodiment, the pulse generator can have a counter module, which is connected to a circuit for calibrating the pulse duration. With help of a such counter module and a corresponding as described above Circuit the required pulse-shaped signals can be generated. The Counter module can, for example, via a so-called "clock input" have the outgoing signals from the circuit in the counter block be fed. With counter modules, which are in themselves from the prior art are generally known, are sequential counting circuits of impulses.

In einer vorteilhaften Ausführungsform kann der Pulsgenerator jeweils eine oder beide der vorgenannten Schaltungen aufweisen. Im letztgenannten Fall wird es möglich, pulsförmige Signale mit jeder beliebigen Pulsdauer und jedem Pulsabstand einstellen zu können. Bei Verwendung von zwei Schaltungen kann der Pulsgenerator vorteilhaft ein Schalterelement zum wahlweisen Umstellen zwischen den beiden Schaltungen aufweisen. Dabei ist die Erfindung nicht auf bestimmte Schalterelementtypen beschränkt. Beispielsweise kann das Schalterelement als Transistorschaltung oder dergleichen ausgebildet sein.In an advantageous embodiment, the pulse generator can have one or have both of the aforementioned circuits. In the latter case, it will possible pulse-shaped signals with any pulse duration and pulse interval to be able to adjust. When using two circuits, the pulse generator advantageously a switch element for optional switching between the two Have circuits. The invention is not limited to this Switch element types limited. For example, the switch element as Transistor circuit or the like may be formed.

Gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Brennstoffzellensystem bereitgestellt, mit wenigstens einer Brennstoffzelle, wobei die Brennstoffzelle eine Anoden-Elektrolyt-Kathoden-Einheit sowie einen Anodenkatalysator aufweist, und mit einer Schaltungsanordnung zum Erzeugen von Spannungspulsen und zum Aufprägen der Spannungspulse auf die Brennstoffzelle. Dieses Brennstoffzellensystem ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsanordnung wenigstens ein Schalterelement aufweist, das zur Erzeugung der Spannungspulse geöffnet und geschlossen wird und daß die Schaltungsanordnung wenigstens eine Kapazität aufweist, über die die Spannungspulse erzeugt werden, mittels derer elektrochemisch oxidierbare Stoffe auf der Anode oxidiert werden oder oxidierbar sind.According to the second aspect of the invention, a fuel cell system provided, with at least one fuel cell, the fuel cell one Anode-electrolyte-cathode unit and an anode catalyst, and with a circuit arrangement for generating voltage pulses and Imprinting the voltage pulses on the fuel cell. This Fuel cell system according to the invention is characterized in that the Circuit arrangement has at least one switch element which is used for generation the voltage pulses are opened and closed and that the Circuit arrangement has at least one capacity over which the  Voltage pulses are generated by means of which electrochemically oxidizable substances are oxidized on the anode or are oxidizable.

Bei dieser Ausführungsform wird zunächst, beispielsweise über eine geeignete Spannungsquelle, die Kapazität geladen. Wenn das Schalterelement mittels der aufgeprägten pulsförmigen Signale geschlossen wird, fließt ein sehr großer Strom, wenn während des Pulsens die Kapazität und die Brennstoffzelle(n) im Serie geschaltet ist/sind und dadurch die Spannung erhöht wird. Dadurch wird eine schnelle und vollständige Entgiftung der Brennstoffzelle(n) bewirkt.In this embodiment, first, for example, via a suitable one Voltage source, the capacity charged. If the switch element by means of imposed pulse-shaped signals is closed, a very large current flows, if the capacity and the fuel cell (s) in series during the pulsing is / are switched and thereby the voltage is increased. This will make one causes quick and complete detoxification of the fuel cell (s).

Nach Beendigung des Pulsvorgangs kann die Kapazität über eine geeignete Spannungsquelle nachgeladen werden, wie im weiteren Verlauf der Beschreibung noch mehr erläutert wird. Vorzugsweise wird die Kapazität zwischen zwei Pulsvorgängen wieder aufgeladen.After the pulse process has ended, the capacity can be adjusted to a suitable level Voltage source can be recharged, as in the further course of the description is explained even more. The capacity is preferably between two Pulse processes are recharged.

Die Erfindung ist nicht auf eine bestimmte Anzahl von Kondensatoren oder auf bestimmte Kondensatortypen beschränkt. Die Kapazität kann vorzugsweise als Ultrakondensator ausgebildet sein. Derartige Kondensatoren, die an sich aus dem Stand der Technik bekannt sind, verfügen neben einer hohen Kapazität auch über eine hohe Ladungsdichte. Sie sind somit geeignet, innerhalb kurzer Zeiten große Energien speichern, beziehungsweise abgeben zu können. Ultrakondensatoren werden häufig auch als Superkondensatoren oder Doppelschichtkondensatoren bezeichnet und liegen in bezug auf ihre Energiedichte sowie Zugriffszeit auf den Energieinhalt zwischen großen Aluminium-Elektrolyt-Kondensatoren und kleineren Akkumulatoren.The invention is not limited to any number of capacitors or to certain types of capacitors. The capacity can preferably be as Ultracapacitor be formed. Such capacitors, which in themselves from the Are known in the art, in addition to a high capacity also a high charge density. They are therefore suitable to be large within short times Saving or giving away energy. ultracapacitors are often used as super capacitors or double layer capacitors referred to and are related to their energy density and access time to the Energy content between large aluminum electrolytic capacitors and smaller ones Accumulators.

Ebenso ist es denkbar, Kondensatoren mit veränderlicher Kapazität zu verwenden. Solche Kondensatoren haben den Vorteil, daß die beim Pulsen abgegebenen Spannungen und damit die die Brennstoffzelle(n) durchfließenden Ströme den jeweils vorherrschenden Betriebsbedingungen und Anforderungen gezielt angepaßt werden können. It is also conceivable to use capacitors with variable capacitance. Such capacitors have the advantage that the emitted during pulsing Voltages and thus the currents flowing through the fuel cell (s) prevailing operating conditions and requirements specifically adapted can be.  

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf bestimmte Typen von Brennstoffzellen beschränkt.The present invention is not limited to certain types of fuel cells limited.

In bevorzugter Weise kann die vorliegende Erfindung in Verbindung mit Brennstoffzellen mit Polymermembranen (PEM) verwendet werden. Diese Brennstoffzellen haben einen hohen elektrischen Wirkungsgrad, verursachen nur minimale Emissionen, weisen ein optimales Teillastverhalten auf und sind im wesentlichen frei von mechanischem Verschleiß. Ein weiterer Vorteil von PEM- Brennstoffzellen ist deren niedrige Betriebstemperatur von 80°C. Selbstverständlich kann die Erfindung auch in Verbindung mit anderen Brennstoffzellentypen verwendet werden, beispielsweise DMFC-Brennstoffzellen (Direct Methanol Fuel Cell), SOFC- Brennstoffzellen (Solid Oxide Fuel Cell) und dergleichen.Preferably, the present invention can be used in conjunction with Fuel cells with polymer membranes (PEM) can be used. This Fuel cells have a high electrical efficiency, they only cause minimal emissions, have an optimal partial load behavior and are in essentially free of mechanical wear. Another advantage of PEM Fuel cells have a low operating temperature of 80 ° C. Of course The invention can also be used in conjunction with other types of fuel cells such as DMFC (Direct Methanol Fuel Cell), SOFC Solid Oxide Fuel Cell and the like.

Vorteilhaft kann die Schaltungsanordnung gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung einen Pulsgenerator zum Erzeugen von veränderlichen pulsförmigen Signalen aufweisen, wobei das wenigstens eine Schalterelement zur Erzeugung von Spannungspulsen über die pulsförmigen Signale geöffnet und geschlossen wird. Zu der vorteilhaften Ausgestaltung sowie der Wirkungsweise des Pulsgenerators wird auf die weiter vorstehenden Ausführungen im Zusammenhang mit dem ersten Aspekt der Erfindung vollinhaltlich Bezug genommen und hiermit verwiesen.The circuit arrangement according to the second aspect of FIG present invention a pulse generator for generating variable Have pulse-shaped signals, the at least one switch element for Generation of voltage pulses via the pulse-shaped signals opened and is closed. On the advantageous embodiment and the mode of operation of the Pulse generator is related to the above statements with the first aspect of the invention fully referenced and hereby directed.

Vorteilhaft kann im Brennstoffzellensystem mehr als eine Brennstoffzelle vorgesehen sein. Dabei ist die Erfindung nicht auf eine bestimmte Anzahl oder Anordnung von Brennstoffzellen beschränkt. So ist es beispielsweise denkbar, daß im Brennstoffzellensystem mehrere Einzelbrennstoffzellen vorhanden sind. Weiterhin kann das Brennstoffzellensystem beispielsweise ein oder mehrere Brennstoffzellenmodule mit jeweils einer oder mehreren Brennstoffzellen aufweisen. Derartige Brennstoffzellenmodule werden üblicherweise als Brennstoffzellen-Stack bezeichnet. Selbstverständlich sind auch beliebige Kombinationen zwischen Einzelbrennstoffzelle(n) und Brennstoffzellenmodul(en) denkbar.Advantageously, more than one fuel cell can be provided in the fuel cell system his. The invention is not limited to a specific number or arrangement Fuel cells limited. For example, it is conceivable that in Fuel cell system multiple individual fuel cells are present. Farther For example, the fuel cell system can have one or more Have fuel cell modules each with one or more fuel cells. Such fuel cell modules are usually used as a fuel cell stack  designated. Of course, any combination between Single fuel cell (s) and fuel cell module (s) possible.

Vorteilhaft können die von der Schaltungsanordnung über die pulsförmigen Signale erzeugten Spannungspulse auf jedes Brennstoffzellenmodul, beziehungsweise jede Brennstoffzelle, unabhängig von anderen Brennstoffzellenmodulen, beziehungsweise Brennstoffzellen, aufgeprägt werden oder aufprägbar sein. Eine solche Ausgestaltung des Brennstoffzellensystems führt zu einer ganzen Reihe von Vorteilen. Wenn die Spannungspole auf die Brennstoffzelle(n) aufgeprägt werden, führt dies zwar zu einer Erhöhung des Potentials, beispielsweise des Anodenpotentials, innerhalb der Brennstoffzelle, jedoch auch zu einer Reduzierung der Brennstoffzellen-Klemmspannung. Wenn nun alle Brennstoffzellen des Brennstoffzellensystems gleichzeitig mit Spannungspulsen beaufschlagt würden, könnte dies zu jeweils kurzzeitigen Totalausfällen des Brennstoffzellensystems führen. Wenn Brennstoffzellen zum Antrieb elektrischer Verbraucher, beispielsweise zum Antrieb von Elektromotoren in einem Automobil verwendet werden, wäre ein solcher, wenn auch nur kurzzeitiger, Totalausfall des Brennstoffzellensystems, oder aber auch nur eine kurzzeitige erhebliche Leistungseinbuße des Brennstoffzellensystems unter Umständen von Nachteil.Those of the circuit arrangement via the pulse-shaped signals can be advantageous generated voltage pulses on each fuel cell module, or each Fuel cell, regardless of other fuel cell modules, respectively Fuel cells, are stamped or can be stamped. Such Design of the fuel cell system leads to a whole range of Benefits. If the voltage poles are impressed on the fuel cell (s), this leads to an increase in the potential, for example the Anode potential, within the fuel cell, but also to a reduction the fuel cell clamping voltage. If all the fuel cells of the Fuel cell system would be subjected to voltage pulses at the same time, this could lead to short-term total failures of the fuel cell system to lead. When fuel cells drive electrical consumers, for example would be used to drive electric motors in an automobile such, even if only briefly, total failure of the fuel cell system, or but also only a short period of considerable loss of performance Fuel cell system may be disadvantageous.

Wenn nun die einzelnen Brennstoffzellen beziehungsweise Brennstoffzellenmodule unabhängig voneinander mit Spannungspulsen beaufschlagt werden, führt dies dazu, daß solche kurzzeitigen Totalausfälle immer nur in einem kleinen Teilbereich des Brennstoffzellensystems auftreten, so daß die Leistungseinbußen des gesamten Systems minimal gehalten werden können.If now the individual fuel cells or fuel cell modules voltage pulses are applied independently of one another, this leads to to the fact that such short-term total failures only ever in a small sub-area of the fuel cell system occur, so that the overall performance Systems can be kept to a minimum.

Weiterhin können in einem derartig ausgebildeten Brennstoffzellensystem immer solche Brennstoffzellenmodule, die gerade nicht mit Spannungspulsen beaufschlagt werden, dazu verwendet werden, um elektrische Energie zur Erzeugung von Spannungspulsen für solche Brennstoffzellenmodule beziehungsweise Brennstoffzellen bereitzustellen, denen entsprechende Spannungspulse zur Entgiftung aufgeprägt werden sollen.Furthermore, in a fuel cell system designed in this way, always such fuel cell modules that are not currently subjected to voltage pulses are used to generate electrical energy Voltage pulses for such fuel cell modules respectively  To provide fuel cells to which appropriate voltage pulses Detoxification should be imprinted.

Vorzugsweise kann/können die Brennstoffzelle(n) über das wenigstens eine Schalterelement kurzgeschlossen werden oder kurzschließbar sein. Durch den Kurzschluß der Brennstoffzelle(n) fließt darin ein hoher Strom, der insbesondere das Anodenpotential der Brennstoffzelle(n) in einer Weise verschiebt, daß die die Katalysatorplätze blockierenden schädliche Bestandteile, beispielsweise Kohlenmonoxid oder dergleichen, mittels Oxidation entfernt werden können. Wenn die Brennstoffzelle(n) auf solch eine Weise entgiftet werden soll/sollen, ist es vorteilhaft, wenn im Brennstoffzellensystem eine größere Anzahl von Brennstoffzellen vorhanden ist, beispielsweise mehr als zehn Brennstoffzellen, die zu einem oder mehreren Brennstoffzellen-Stack zusammengefaßt sind.Preferably, the fuel cell (s) can use the at least one Switch element can be short-circuited or short-circuited. By the Short circuit of the fuel cell (s) flows in it a high current, in particular that Anode potential of the fuel cell (s) shifts in such a way that the Harmful components blocking catalyst sites, for example Carbon monoxide or the like can be removed by means of oxidation. If the fuel cell (s) should be detoxified in such a way it is advantageous if a larger number of Fuel cells are present, for example more than ten fuel cells, too one or more fuel cell stack are summarized.

In weiterer Ausgestaltung kann in der Schaltungsanordnung wenigstens eine Spannungsquelle vorgesehen sein. Bei dieser Ausführungsform wird/werden die Brennstoffzelle(n) über die Spannungsquelle währen des Pulsens (Aufprägen der Spannungspulse) aktiv kurzgeschlossen.In a further embodiment, at least one can in the circuit arrangement Voltage source may be provided. In this embodiment, the Fuel cell (s) via the voltage source during the pulsing (stamping of the Voltage pulses) actively short-circuited.

Bei der Spannungsquelle kann es sich beispielsweise um einen Akkumulator, eine Batterie, beispielsweise eine Fahrzeugbatterie, eine Brennstoffzelle oder um eine andere Spannungsquelle handeln.The voltage source can be, for example, an accumulator, a Battery, for example a vehicle battery, a fuel cell or around one act different voltage source.

Wenn das Schalterelement mittels der pulsförmigen Signale geschlossen ist, fließt ein sehr großer Strom, wenn Spannungsquelle(n) und Brennstoffzelle(n) in Serie geschaltet sind und dadurch die Spannung erhöht wird. Dies bewirkt eine schnelle und vollständige Entgiftung der Brennstoffzelle(n). Bei Einsatz einer derartigen Spannungsquelle ist es vorteilhaft, wenn im Brennstoffzellensystem nur eine geringe Anzahl von Brennstoffzellen, vorteilhaft weniger als zehn Brennstoffzellen, insbesondere nur eine einzige Brennstoffzelle vorhanden ist. When the switch element is closed by means of the pulse-shaped signals, flows a very large current when voltage source (s) and fuel cell (s) in series are switched and thereby the voltage is increased. This causes a quick one and complete detoxification of the fuel cell (s). When using such a Voltage source, it is advantageous if only a small one in the fuel cell system Number of fuel cells, advantageously less than ten fuel cells, in particular, only a single fuel cell is present.  

Vorzugsweise kann eine Spannungsquelle vorgesehen sein, die zum Nachladen der wenigstens einen Kapazität ausgebildet ist. Bei dieser Ausführungsform wird zunächst, beispielsweise über die entsprechende Spannungsquelle, die Kapazität geladen. Während des Pulsens wird die Kapazität dann über die Brennstoffzelle(n) entladen, wodurch diese mit dem zuvor beschriebenen vorteilhaften Effekt kurzgeschlossen wird/werden. Die Spannungsquelle kann wiederum in der weiter oben beschriebenen Weise ausgebildet sein. Vorteilhaft wird die Kapazität zwischen zwei Pulsvorgängen von der Spannungsquelle wieder aufgeladen.Preferably, a voltage source can be provided, which is used to recharge the at least one capacitance is formed. In this embodiment initially, for example via the corresponding voltage source, the capacitance loaded. During the pulsing, the capacity is then via the fuel cell (s) discharged, resulting in the advantageous effect described above is short-circuited. The voltage source can in turn continue be formed as described above. The capacity between two pulse processes recharged from the voltage source.

Vorzugsweise können in der Schaltungsanordnung zwei oder mehr Schalterelemente vorgesehen sein. Dabei können die Schalterelemente vorteilhaft unabhängig voneinander mit pulsförmigen Signalen beaufschlagt werden. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Schalterelemente im Gegentakt geschaltet werden oder schaltbar sind. Auf diese Weise kann die Schaltungsanordnung kontinuierlich jeweils zwischen zwei Zuständen hin und hergeschaltet werden.Preferably two or more switch elements can be in the circuit arrangement be provided. The switch elements can advantageously be independent from each other with pulse-shaped signals. Particularly advantageous it is when the switch elements are switched in push-pull or switchable are. In this way, the circuit arrangement can continuously between each two states can be switched back and forth.

Vorteilhaft kann die Schaltungsanordnung eine erste Masche aufweisen, in der die wenigstens eine Kapazität, die wenigstens eine Brennstoffzelle und ein erstes Schalterelement verschaltet sind.The circuit arrangement can advantageously have a first mesh in which the at least one capacity, the at least one fuel cell and a first one Switch element are connected.

In weiterer Ausgestaltung kann die Schaltungsanordnung eine zweite Masche aufweisen, in der die wenigstens eine Kapazität, die Spannungsquelle und das zweites Schalterelement verschaltet sind.In a further embodiment, the circuit arrangement can have a second stitch have, in which the at least one capacitance, the voltage source and the second switch element are connected.

Über die Schaltung der Schalterelemente kann für die wenigstens eine Kapazität entweder ein Ladekreis oder ein Entladekreis erzeugt wird. Auf diese Weise kann die Schaltungsanordnung zwischen zwei Zuständen hin und hergeschaltet werden. Im ersten Zustand (Ladekreis) wird die Kapazität über die Spannungsquelle geladen. Im zweiten Zustand (Entladekreis) werden die Schalterelemente derart geschaltet, daß die Brennstoffzelle über die Kapazität kurzgeschlossen wird. Dadurch wird ein sehr hoher Strom erzeugt, der zu einer Entgiftung der Brennstoffzelle(n) führt, in dem schädliche Bestandteile, etwa Kohlenmonoxid oder dergleichen, die sich auf dem Katalysator befinden, mittels Oxidation entfernt werden.The circuit of the switch elements can be used for the at least one capacitance either a charging circuit or an unloading circuit is generated. In this way, the Circuit arrangement can be switched back and forth between two states. in the In the first state (charging circuit), the capacity is charged via the voltage source. in the second state (discharge circuit), the switch elements are switched such that the fuel cell is short-circuited via the capacitance. This will make a very generates high current, which leads to detoxification of the fuel cell (s) in the  harmful components, such as carbon monoxide or the like, which are on the Catalyst are located, are removed by oxidation.

Vorzugsweise kann das wenigstens eine Schalterelement als Transistor und/oder als IGCT ausgebildet sein. Transistoren lassen sich über die Spannungspulse auf besonders einfache Weise zwischen einem leitenden Zustand (geschlossener Schalter) und einem sperrenden Zustand (geöffneter Schalter) hin und herschalten. Die Transistoren sind vorzugsweise als MOSFET-Transistoren, IGBT's (Isolated Gate Bipolar Transistor) oder dergleichen ausgebildet. Bei einem IGCT handelt es sich um einen "Integrated Gate Commutated Turn-Off Tyristor".Preferably, the at least one switch element as a transistor and / or as IGCT be formed. Transistors can be opened via the voltage pulses particularly simple way between a conductive state (closed Switch) and a blocking state (open switch) back and forth. The transistors are preferably MOSFET transistors, IGBTs (isolated Gate bipolar transistor) or the like. It is an IGCT an "Integrated Gate Commutated Turn-Off Tyristor".

In weiterer Ausgestaltung kann/können die Brennstoffzelle(n) weiterhin in einem Verbraucherkreis mit wenigstens einem Verbraucher geschaltet sein. Bei dem Verbraucher handelt es sich um dasjenige Bauteil, das mit der Brennstoffzelle betrieben wird. Beispielsweise kann der Verbraucher als elektrischer Antrieb für ein Fahrzeug (Elektromotor), als elektrische Komponente in einem Fahrzeug oder dergleichen ausgebildet sein. Elektrische Komponenten sind beispielsweise Pumpen, Radios, elektrische Fensterheber und dergleichen. Selbstverständlich kann der Verbraucher auch auf jede andere Art und Weise ausgebildet sein. Ebenso ist die Erfindung nicht auf den Einsatz von Brennstoffzellen in Fahrzeugen beschränkt.In a further embodiment, the fuel cell (s) can continue to be in one Consumer circuit can be switched with at least one consumer. In which Consumer is the component that is connected to the fuel cell is operated. For example, the consumer can act as an electric drive for a Vehicle (electric motor), as an electrical component in a vehicle or the like. Electrical components are, for example, pumps, Radios, power windows and the like. Of course, the Consumers should also be trained in any other way. The same is true Invention is not limited to the use of fuel cells in vehicles.

Zusätzlich kann in dem Verbraucherkreis noch ein weiteres Schalterelement vorgesehen sein. Dieses kann beispielsweise wie weiter oben beschrieben ausgebildet sein. Das zusätzliche Schalterelement ist vorzugsweise derart geschaltet, daß es geöffnet ist, wenn das Schalterelement in der Schaltungsanordnung über die pulsförmigen Signale geschlossen ist.In addition, another switch element can be installed in the consumer circuit be provided. This can, for example, as described above be trained. The additional switch element is preferably such switched that it is open when the switch element in the Circuit arrangement is closed on the pulse-shaped signals.

Grundsätzlich kann mit der vorliegenden Erfindung jede Form von Stoffen vom Katalysator einer Brennstoffzelle entfernt werden, die auf elektrochemische Weise oxidierbar sind. Deshalb ist die Erfindung nicht auf bestimmte Stoffe beschränkt. Nachfolgend werden einige nicht ausschließliche Beispiele für Stoffe beschrieben, die mit Hilfe des erfindungsgemäßen Brennstoffzellensystems vom Anodenkatalysator einer Brennstoffzelle entfernt werden können.Basically, with the present invention, any form of substances from A fuel cell's catalyst can be removed in an electrochemical manner are oxidizable. Therefore, the invention is not limited to certain substances. Some non-exclusive examples of substances are described below,  which with the help of the fuel cell system of the invention Anode catalyst of a fuel cell can be removed.

Vorteilhaft kann mittels der Schaltungsanordnung zum Erzeugen von Spannungspulsen und zum Aufprägen der Spannungspulse auf die Brennstoffzelle als elektrochemisch oxidierbarer Stoff Kohlenmonoxid oxidiert werden oder oxidierbar sein.Can advantageously be generated by means of the circuit arrangement for generating Voltage pulses and for impressing the voltage pulses on the fuel cell carbon monoxide is oxidized as an electrochemically oxidizable substance or be oxidizable.

In weiterer Ausgestaltung können mittels der Schaltungsanordnung zum Erzeugen von Spannungspulsen und zum Aufprägen der Spannungspulse auf die Brennstoffzelle als elektrochemisch oxidierbare Stoffe schwefelhaltige Stoffe und/oder Verbindungen oxidiert werden oder oxidierbar sein.In a further embodiment, the circuit arrangement for generating of voltage pulses and for impressing the voltage pulses on the Fuel cell as electrochemically oxidizable substances containing sulfur and / or compounds are oxidized or be oxidizable.

In weiterer Ausgestaltung ist es auch möglich, daß mittels der Schaltungsanordnung zum Erzeugen von Spannungspulsen und zum Aufprägen der Spannungspulse auf die Brennstoffzelle als elektrochemisch oxidierbare Stoffe stickstoffhaltige Stoffe, beispielsweise Ammoniak oder dergleichen, und/oder Verbindungen oxidiert werden können.In a further embodiment, it is also possible that by means of the circuit arrangement for generating voltage pulses and for impressing the voltage pulses the fuel cell as an electrochemically oxidizable substance containing nitrogenous substances, for example ammonia or the like, and / or compounds are oxidized can.

Vorteilhaft können weiterhin Mittel zum Temperieren zumindest einzelner Komponenten der Schaltungsanordnung vorgesehen sein. Je nach Komponente und Betriebszustand des Brennstoffzellensystems kann es erforderlich sein, zumindest einzelne Komponenten der Schaltungsanordnung zu erwärmen beziehungsweise zu kühlen. Dies kann über entsprechend ausgestaltete Mittel zum Temperieren realisiert werden, wobei die Erfindung nicht auf bestimmte Mittel beschränkt ist. Grundsätzlich ist jede Art von Kühleinrichtung beziehungsweise Heizeinrichtung möglich. Um den konstruktiven Aufwand sowie den Energieverbrauch des Brennstoffzellensystems so gering wie möglich zu halten, können die Mittel zum Temperieren vorzugsweise Bestandteile zum Betrieb der Brennstoffzelle sein oder aber auf solche Bestandteile zurückgreifen. Dies soll an Hand zweier nicht ausschließlicher Beispiele verdeutlicht werden. Beispielsweise ist es möglich, zumindest einzelne Komponenten der Schaltungsanordnung über eine Kühleinrichtung der Brennstoffzelle mit zu kühlen. Wenn die Komponenten der Schaltungsanordnung beispielsweise erwärmt werden sollen, kann dies vorteilhaft über die Abwärme der Brennstoffzelle realisiert werden. Die Umschaltung zwischen Erwärmung und Kühlung beziehungsweise die Regelung der einzelnen Temperiervorgänge kann mit Hilfe einer intelligenten Regelung (Regeleinrichtung) erfolgen. Zu diesem Zweck verfügt die intelligente Regelung vorteilhaft über geeignete Programmittel beziehungsweise Software.Means for tempering at least some individuals can also be advantageous Components of the circuit arrangement can be provided. Depending on the component and Operating state of the fuel cell system may be necessary, at least to heat or to individual components of the circuit arrangement cool. This can be achieved using appropriately designed tempering means are, the invention is not limited to any particular means. in principle any type of cooling device or heating device is possible. To the constructive effort and the energy consumption of the fuel cell system so To keep the temperature as low as possible, the means for tempering are preferred Components for operating the fuel cell or on such components To fall back on. This should be illustrated using two non-exclusive examples become. For example, it is possible to at least individual components of the  Circuit arrangement to cool with a cooling device of the fuel cell. If, for example, the components of the circuit arrangement are heated should, this can be realized advantageously via the waste heat of the fuel cell. Switching between heating and cooling or control The individual temperature control processes can be carried out with the help of intelligent control (Control device). For this purpose the intelligent regulation has advantageous via suitable program means or software.

In weiterer Ausgestaltung kann eine Regeleinrichtung zum Regeln zumindest einzelner Komponenten der Schaltungsanordnung und/oder zum Regeln der wenigstens einen Brennstoffzelle und/oder zum Regeln der Mittel zum Temperieren vorgesehen sein. Bei der Regeleinrichtung handelt es sich vorteilhaft um eine Art Steuereinrichtung, die ganz besonders bevorzugt als zentrale Steuereinrichtung des Brennstoffzellensystems ausgebildet sein kann. Eine solche Steuereinrichtung verfügt vorteilhaft über wenigstens eine Rechnereinheit, in der geeignete Programmittel beziehungsweise Software abgelegt sind, um die einzelnen Regelschritte durchzuführen und/oder zu überwachen.In a further embodiment, a control device for controlling can at least individual components of the circuit arrangement and / or for regulating the at least one fuel cell and / or for regulating the means for tempering be provided. The control device is advantageously a type Control device, which is particularly preferred as the central control device of the Fuel cell system can be formed. Such a control device advantageously has at least one computer unit in the suitable one Program resources or software are stored to the individual Carry out and / or monitor control steps.

Vorteilhaft kann die Regeleinrichtung zur Regelung von Pulsparametern der im Pulsgenerator erzeugten pulsförmigen Signale ausgebildet sein. Über eine solche Regelung, die bevorzugt wiederum intelligent erfolgt, können die Pulsparameter, insbesondere Pulsweite, Pulsfrequenz, Pulsamplitude, Pulsdauer und dergleichen variiert und auf die entsprechenden Anforderungen und Betriebszustände des Brennstoffzellensystems angepaßt und eingestellt werden.Advantageously, the control device for controlling pulse parameters in the Pulse generator generated pulse-shaped signals can be formed. About one Regulation, which in turn is carried out intelligently, the pulse parameters, in particular pulse width, pulse frequency, pulse amplitude, pulse duration and the like varies and to the corresponding requirements and operating conditions of the Fuel cell system to be adjusted and adjusted.

Vorteilhaft kann ein wie vorstehend beschriebenes Brennstoffzellensystem in einem oder für ein Fahrzeug verwendet werden. Auf Grund der rasanten Entwicklung der Brennstoffzellentechnologie im Fahrzeugsektor bietet eine solche Verwendung zur Zeit die größten Einsatzmöglichkeiten. Dennoch sind auch andere Einsatzmöglichkeiten denkbar. Zu nennen sind hier beispielsweise Brennstoffzellen für mobile Geräte wie Computer, Mobiltelefone, elektrische Geräte und dergleichen bis hin zu Kraftwerksanlagen. Hier eignet sich die Brennstoffzellentechnologie besonders für die dezentrale Energieversorgung von Häusern, Industrieanlagen oder dergleichen.A fuel cell system as described above can be advantageous in one or used for a vehicle. Due to the rapid development of the Fuel cell technology in the automotive sector offers such use Time the greatest possible uses. Still there are others Possible applications. One example is fuel cells for mobile devices such as computers, cell phones, electrical devices and the like  up to power plants. Fuel cell technology is suitable here especially for the decentralized energy supply of houses, industrial plants or like.

Die Erfindung wird nun auf exemplarische Weise an Hand von 9 Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. Es zeigenThe invention will now be exemplified with reference to FIG. 9 Embodiments with reference to the accompanying drawings explained. Show it

Fig. 1 in schematischer Form eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Brennstoffzellensystems; Fig. 1 in schematic form a first embodiment of the fuel cell system according to the invention;

Fig. 2 in schematischer Form eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Brennstoffzellensystems; und FIG. 2 shows in schematic form a second embodiment of the fuel cell system according to the invention; and

Fig. 3 in schematischer Form eine dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Brennstoffzellensystems. Fig. 3 in schematic form a third embodiment of the fuel cell system according to the invention.

Baugleiche Bauelemente in allen Ausführungsformen sind dabei mit identischen Bezugsziffern versehen.Identical components in all embodiments are identical Provide reference numbers.

Das Brennstoffzellensystem 10 gemäß Fig. 1 weist zunächst wenigstens eine Brennstoffzelle 11 auf. Hierbei kann das Brennstoffzellensystem 10 entweder eine oder mehrere Brennstoffzellen 11, beispielsweise einen Brennstoffzellen-Stack aufweisen. Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 sind vorteilhaft mehrere Brennstoffzellen 11, bevorzugt mehr als zehn Brennstoffzellen 11 vorgesehen, wobei der besseren Übersicht halber jedoch nur eine einzige Brennstoffzelle 11 dargestellt ist. Die Brennstoffzellen 11 sind in einem Verbraucherkreis 30 mit wenigsten einem Verbraucher 31 geschaltet. Der Verbraucher 31 kann ein beliebig ausgebildeter elektrischer Verbraucher sein. Weiterhin ist im Verbraucherkreis 30 noch ein Schalterelement 32 vorgesehen, beispielsweise ein Transistor.The fuel cell system 10 according to FIG. 1 initially has at least one fuel cell 11 . Here, the fuel cell system 10 can either have one or more fuel cells 11 , for example a fuel cell stack. In the exemplary embodiment of FIG. 1 are advantageous plurality of fuel cells 11, preferably more than ten fuel cell 11 is provided, wherein the sake of clarity, however, only a single fuel cell 11 is shown for simplicity. The fuel cells 11 are connected in a consumer circuit 30 with at least one consumer 31 . The consumer 31 can be any electrical consumer. Furthermore, a switch element 32 , for example a transistor, is also provided in the consumer circuit 30 .

Das Brennstoffzellensystem 10 weist weiterhin eine Schaltungsanordnung 20 zum Erzeugen von pulsförmigen Signalen 21 und zum Aufprägen von über die pulsförmigen Signale 21 erzeugten Spannungspulse auf die Brennstoffzelle(n) 11 auf. In der Schaltungsanordnung 20 ist ein Schalterelement 22 vorgesehen, das über die pulsförmigen Signale 21 geöffnet und geschlossen wird. Im vorliegenden Fall handelt es sich bei dem Schalterelement 22 um einen Transistor, etwa einen IGBT oder dergleichen.The fuel cell system 10 furthermore has a circuit arrangement 20 for generating pulse-shaped signals 21 and for impressing voltage pulses generated via the pulse-shaped signals 21 on the fuel cell (s) 11 . A switch element 22 is provided in the circuit arrangement 20 and is opened and closed via the pulse-shaped signals 21 . In the present case, the switch element 22 is a transistor, for example an IGBT or the like.

Die pulsförmigen Signale 21 werden von einem Pulsgenerator 40 erzeugt. Dabei ist der Pulsgenerator 40 derart ausgebildet, daß pulsförmige Signale 21 mit veränderlichen Parametern erzeugt werden können. Auf diese Weise wird es möglich, die Pulsparameter an die jeweils vorherrschenden, aber auch an die sich ändernden Anforderungen und Betriebszustände des Brennstoffzellensystems 10 anzupassen.The pulse-shaped signals 21 are generated by a pulse generator 40 . The pulse generator 40 is designed such that pulse-shaped signals 21 with variable parameters can be generated. In this way, it becomes possible to adapt the pulse parameters to the prevailing, but also to the changing requirements and operating states of the fuel cell system 10 .

Darüber hinaus ist im Brennstoffzellensystem 10 eine Regeleinrichtung 50 vorgesehen, über die einzelne Komponenten des Brennstoffzellensystems 10 geregelt werden können. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Regeleinrichtung 50 über entsprechende Regelleitungen 51, 52, 53, 54, 55, die in gestrichelter Form dargestellt sind, mit dem Schalterelement 22, dem Pulsgenerator 40, der/den Brennstoffzelle(n) 11, dem Schalterelement 32 sowie mit Mitteln 60 zum Temperieren einzelner Komponenten der Schaltungsanordnung 20 verbunden.In addition, a control device 50 is provided in the fuel cell system 10 , via which individual components of the fuel cell system 10 can be controlled. In the present exemplary embodiment, the control device 50 is connected to the switch element 22 , the pulse generator 40 , the fuel cell (s) 11 , the switch element 32 and also via corresponding control lines 51 , 52 , 53 , 54 , 55 , which are shown in dashed form Means 60 for tempering individual components of the circuit arrangement 20 are connected.

Über die Mittel 60 zum Temperieren können einzelne Komponenten der Schaltungsanordnung 20 erwärmt beziehungsweise gekühlt werden. Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 erfolgt die Kühlung beziehungsweise Erwärmung über entsprechende Kühl- beziehungsweise Heizkreisläufe für die Brennstoffzelle(n) 11, so daß die Mittel 60 zum Temperieren in geeigneter Weise mit der/den Brennstoffzelle(n) 11 verbunden sind. Beispielsweise ist es denkbar, daß eine Kühlung einzelner Komponenten der Schaltungsanordnung 20 über eine Kühleinrichtung (nicht dargestellt) für die Brennstoffzelle(n) 11 erfolgt. Zur Erwärmung einzelner Komponenten der Schaltungsanordnung 20 kann vorteilhaft die während des Betriebs der Brennstoffzelle(n) 11 in dieser/diesen entstehende Abwärme genutzt werden. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Mittel 60 zum Temperieren über entsprechende Temperierleitungen 61, 62 mit dem Schalterelement 22 sowie dem Pulsgenerator 40 verbunden, so daß diese Komponenten in geeigneter Weise gekühlt beziehungsweise erwärmt werden können. Selbstverständlich können die Mittel 60 zum Temperieren auch mit jeder anderen Komponente der Schaltungsanordnung 20 verbunden sein. Die Temperierleitungen 61, 62 sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel in Form von strichpunktierten Linien dargestellt.Individual components of the circuit arrangement 20 can be heated or cooled via the means 60 for temperature control. In the exemplary embodiment according to FIG. 1, cooling or heating takes place via corresponding cooling or heating circuits for the fuel cell (s) 11 , so that the means 60 for temperature control are connected in a suitable manner to the fuel cell (s) 11 . For example, it is conceivable for individual components of the circuit arrangement 20 to be cooled via a cooling device (not shown) for the fuel cell (s) 11 . The waste heat generated in the fuel cell (s) 11 during operation can advantageously be used to heat individual components of the circuit arrangement 20 . In the present exemplary embodiment, the means 60 for temperature control are connected to the switch element 22 and the pulse generator 40 via corresponding temperature control lines 61 , 62 , so that these components can be cooled or heated in a suitable manner. The means 60 for tempering can of course also be connected to any other component of the circuit arrangement 20 . The temperature control lines 61 , 62 are shown in the present exemplary embodiment in the form of dash-dotted lines.

Nachfolgend wird nun die Funktionsweise des Brennstoffzellensystems 10 beschrieben. Wenn das Schalterelement 22 geöffnet ist, das heißt der Transistor sperrt oder nicht leitend ist, kann/können die Brennstoffzelle(n) 11 im Betrieb, beispielsweise durch kohlenmonoxidhaltigen Brennstoff, vergiftet werden, indem sich das Kohlenmonoxid auf freien Plätzen des Anodenkatalysators der Brennstoffzelle(n) 11 anlagert und diese freien Plätze blockiert. Um das schädliche Kohlenmonoxid durch Oxidation vom Anodenkatalysator entfernen zu können, was auch als Entgiften der Brennstoffzelle(n) 11 bezeichnet wird, müssen der/den Anode(n) der Brennstoffzelle(n) 11 Spannungspulse aufgeprägt werden, damit das Anodenpotential bis auf einen bestimmten Wert verschoben wird, bei dem eine Oxidation des Kohlenmonoxids stattfinden kann.The mode of operation of the fuel cell system 10 will now be described below. If the switch element 22 is open, i.e. the transistor blocks or is not conductive, the fuel cell (s) 11 can be poisoned during operation, for example by carbon monoxide-containing fuel, by the carbon monoxide being exposed in free spaces on the anode catalyst of the fuel cell (n ) 11 and blocked these free places. In order to remove the harmful carbon monoxide by oxidation of the anode catalyst, (n) as a detoxification of the fuel cell is designated 11, the / have the anode (s) of the fuel cell (s) 11 the voltage pulses are impressed so that the anode potential up to a certain Value is shifted at which oxidation of the carbon monoxide can take place.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 wird dazu das Schalterelement 22 geschlossen. Das bedeutet, daß der Transistor 22 über die pulsförmigen Signale 21 leitend geschaltet wird. Dadurch wird/werden die Brennstoffzelle(n) 11 zeitweilig kurzgeschlossen. Durch den Kurzschluß können die Kohlenmonoxidablagerungen vom Anodenkatalysator entfernt werden.In the embodiment according to FIG. 1, the switch element 22 is to be closed. This means that the transistor 22 is turned on via the pulse-shaped signals 21 . As a result, the fuel cell (s) 11 are / are temporarily short-circuited. The short circuit can remove the carbon monoxide deposits from the anode catalyst.

Das optional vorgesehene Schalterelement 32 im Verbraucherkreis 30 kann dabei so geschaltet werden, daß dieses während des Zeitraums, in dem das Schalterelement 22 geschlossen ist (der Transistor leitend ist), geöffnet ist. The optionally provided switch element 32 in the consumer circuit 30 can be switched so that it is open during the period in which the switch element 22 is closed (the transistor is conductive).

In Fig. 2 ist eine andere Ausführungsform eines Brennstoffzellensystems 10 dargestellt. Das Brennstoffzellensystem 10 weist einen Grundaufbau wie jenes aus Fig. 1 auf, so daß zur Vermeidung von Wiederholungen an dieser Stelle auf die Ausführungen zu Fig. 1 verwiesen wird. Zusätzlich ist in der Schaltungsanordnung 20 noch eine Spannungsquelle 24 vorgesehen, die beispielsweise als Autobatterie, Akkumulator, Brennstoffzelle und dergleichen ausgebildet sein kann. Die Spannungsquelle 24 ist derart in der Schaltungsanordnung 20 angeordnet, daß sie im Hinblick auf die Brennstoffzelle 11 entgegengesetzt gepolt ist. Die Spannungsquelle 24 kann über eine geeignete Regelleitung 56 mit der Regeleinrichtung 50 verbunden sein.Another embodiment of a fuel cell system 10 is shown in FIG. 2. The fuel cell system 10 has a basic structure like that from FIG. 1, so that in order to avoid repetition, reference is made to the statements relating to FIG. 1 at this point. In addition, a voltage source 24 is also provided in the circuit arrangement 20 , which can be designed, for example, as a car battery, accumulator, fuel cell and the like. The voltage source 24 is arranged in the circuit arrangement 20 such that it has the opposite polarity with respect to the fuel cell 11 . The voltage source 24 can be connected to the control device 50 via a suitable control line 56 .

Während des Betriebs des Brennstoffzellensystems 10 kann zum Zwecke der Entgiftung der Brennstoffzelle 11 zunächst wieder das Schalterelement 22 geschlossen werden. Dies geschieht dadurch, daß das als Transistor ausgebildete Schalterelement 22 über die pulsförmigen Signale 21 zunächst leitend geschaltet wird. Dadurch werden die Spannungsquelle 24 und die Brennstoffzelle 11 in Serie geschaltet, wodurch die Spannung erhöht wird und wodurch ein sehr großer Strom fließt, der in der oben beschriebenen Weise eine Entgiftung der Brennstoffzelle 11 bewirkt.During the operation of the fuel cell system 10 , the switch element 22 can first be closed again for the purpose of detoxifying the fuel cell 11 . This is done in that the switch element 22 , which is designed as a transistor, is first switched to conductive via the pulse-shaped signals 21 . As a result, the voltage source 24 and the fuel cell 11 are connected in series, which increases the voltage and causes a very large current to flow, which detoxifies the fuel cell 11 in the manner described above.

Bei einer derartigen Ausgestaltung des Brennstoffzellensystems 10 sind vorzugsweise nur sehr wenige Brennstoffzellen 11 vorgesehen, vorzugsweise weniger als zehn Brennstoffzellen, ganz besonders bevorzugt nur eine Brennstoffzelle 11.In such a configuration of the fuel cell system 10 , very few fuel cells 11 are preferably provided, preferably fewer than ten fuel cells, very particularly preferably only one fuel cell 11 .

In Fig. 3 ist schließlich ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Brennstoffzellensystems 10 dargestellt. Das Brennstoffzellensystem 10 weist wiederum eine oder mehrere Brennstoffzelle(n) 11 auf. Weiterhin ist eine Schaltungsanordnung 20 vorgesehen, über die Spannungspulse erzeugt und auf die Brennstoffzelle(n) 11 aufgeprägt werden können. Die Schaltungsanordnung 20 weist zwei Schalterelemente 22, 23 in Form von Transistoren auf. Weiterhin sind in der Schaltungsanordnung 20 ein Pulsgenerator 40, Mittel 60 zum Temperieren sowie eine Regeleinrichtung 50 vorgesehen, zu deren Aufbau und grundsätzlicher Funktionsweise auf die vorstehenden Ausführungen zu den Ausführungsbeispielen gemäß Fig. 1 und Fig. 2 verweisen wird.In Fig. 3 shows another embodiment of a fuel cell system 10. Finally, FIG. The fuel cell system 10 in turn has one or more fuel cells 11 . Furthermore, a circuit arrangement 20 is provided, via which voltage pulses can be generated and impressed on the fuel cell (s) 11 . The circuit arrangement 20 has two switch elements 22 , 23 in the form of transistors. Furthermore, a pulse generator 40, means 60 are provided in the circuit arrangement 20 for temperature control and a control means 50, to the structure and fundamental operation of the foregoing, the embodiments of FIGS. 1 and Fig. 2 will refer.

Die Schaltungsanordnung 20 weist eine erste Masche 25 auf, in der wenigstens eine Kapazität 27, beispielsweise ein sogenannter Ultrakondensator, die Brennstoffzelle(n) 11 sowie ein erstes Schalterelement 22 verschaltet sind. Alle diese Komponenten sind über entsprechende Regelleitungen 58, 53, 51 mit der Regeleinrichtung 50 verbunden. Weiterhin weist die Schaltungsanordnung 20 eine zweite Masche 26 auf, in der die wenigstens eine Kapazität 27, eine Spannungsquelle 28, beispielsweise eine wie in bezug auf Fig. 2 beschriebene Spannungsquelle, sowie das zweite Schalterelement 23 verschaltet sind. Die Spannungsquelle 28 sowie das Schalterelement 23 sind ebenfalls über Regelleitungen 57, 59 mit der Regeleinrichtung 50 verbunden. Ebenso sind auch die Mittel 60 zum Temperieren sowie der Pulsgenerator 40 über Regelleitungen 54, 52 mit der Regeleinrichtung 50 verbunden.The circuit arrangement 20 has a first mesh 25 , in which at least one capacitance 27 , for example a so-called ultracapacitor, the fuel cell (s) 11 and a first switch element 22 are connected. All of these components are connected to the control device 50 via corresponding control lines 58 , 53 , 51 . Furthermore, the circuit arrangement 20 has a second mesh 26 in which the at least one capacitance 27 , a voltage source 28 , for example a voltage source as described in relation to FIG. 2, and the second switch element 23 are connected. The voltage source 28 and the switch element 23 are also connected to the control device 50 via control lines 57 , 59 . Likewise, the means 60 for temperature control and the pulse generator 40 are connected to the control device 50 via control lines 54 , 52 .

Beide Schalterelemente 22, 23 können über die pulsförmigen Signale 21 unabhängig voneinander geschaltet werden. Dabei sieht die Schaltung der Schalterelemente 22, 23 vor, daß die beiden Maschen 25, 26 entweder als Ladekreis oder als Entladekreis für die Kapazität 27 fungieren.Both switch elements 22 , 23 can be switched independently of one another via the pulse-shaped signals 21 . The circuit of the switch elements 22 , 23 provides that the two meshes 25 , 26 function either as a charging circuit or as an unloading circuit for the capacitance 27 .

Nachfolgend wird nun die Funktionsweise des Brennstoffzellensystems 10 gemäß Fig. 3 beschrieben.The mode of operation of the fuel cell system 10 according to FIG. 3 will now be described below.

Im ersten Zustand der Schaltungsanordnung 20 ist das Schalterelement 22 geöffnet und das Schalterelement 23 geschlossen (Transistor 22 sperrt und Transistor 23 ist leitend geschaltet). Die Kapazität 27 wird über die Spannungsquelle 28 geladen. In the first state of the circuit arrangement 20 , the switch element 22 is open and the switch element 23 is closed (transistor 22 blocks and transistor 23 is switched on). The capacitance 27 is charged via the voltage source 28 .

Im zweiten Zustand der Schaltungsanordnung 20 wird die Brennstoffzelle 11 kurzgeschlossen, indem das Schalterelement 22 geschlossen (Transistor 22 ist leitend) und das Schalterelement 23 geöffnet (Transistor 23 ist gesperrt) wird. Dabei ist vorteilhaft der "+"-Pol der Kapazität 27 mit dem "-"-Pol der Brennstoffzelle 11 verbunden. Der "-"-Pol der Kapazität 27 ist mit dem "+"-Pol der Brennstoffzelle 11 verbunden. Dadurch fließt durch die Brennstoffzelle 11 ein sehr hoher Strom, der in der weiter oben bereits beschriebenen Weise eine Entgiftung der Brennstoffzelle 11 bewirkt.In the second state of the circuit arrangement 20 , the fuel cell 11 is short-circuited by the switch element 22 being closed (transistor 22 is conductive) and the switch element 23 being opened (transistor 23 is blocked). The "+" pole of the capacitance 27 is advantageously connected to the "-" pole of the fuel cell 11 . The "-" pole of the capacitance 27 is connected to the "+" pole of the fuel cell 11 . As a result, a very high current flows through the fuel cell 11 , which detoxifies the fuel cell 11 in the manner already described above.

Über die pulsförmigen Signale 21 werden die Schalterelemente 22, 23 vorteilhaft im "Gegentakt" geschaltet, um abwechselnd die beiden zuvor beschriebenen Zustände der Schaltungsanordnung 20 zu erreichen. The switch elements 22 , 23 are advantageously switched in "push-pull" mode via the pulse-shaped signals 21 in order to alternately achieve the two states of the circuit arrangement 20 described above.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010

Brennstoffzellensystem
The fuel cell system

1111

Brennstoffzelle
fuel cell

2020

Schalteranordnung zum Erzeugen und Aufprägen von Spannungspulsen
Switch arrangement for generating and impressing voltage pulses

2121

pulsförmiges Signal
pulse-shaped signal

2222

Schalterelement (Transistor)
Switch element (transistor)

2323

Schalterelement (Transistor)
Switch element (transistor)

2424

Spannungsquelle
voltage source

2525

erste Masche
first stitch

2626

zweite Masche
second stitch

2727

Kapazität
capacity

2828

Spannungsquelle
voltage source

3030

Verbraucherkreis
consumer circuit

3131

Verbraucher
consumer

3232

Schalterelement
switching element

4040

Pulsgenerator
pulse generator

5050

Regeleinrichtung
control device

5151

Regelleitung
control line

5252

Regelleitung
control line

5353

Regelleitung
control line

5454

Regelleitung
control line

5555

Regelleitung
control line

5656

Regelleitung
control line

5757

Regelleitung
control line

5858

Regelleitung
control line

5959

Regelleitung
control line

6060

Mittel zum Temperieren
Means for tempering

6161

Temperierleitung
temperature control line

6262

Temperierleitung
temperature control line

Claims (21)

1. Brennstoffzellensystem, mit wenigstens einer Brennstoffzelle (11), wobei die Brennstoffzelle (11) eine Anoden-Elektrolyt-Kathoden-Einheit sowie einen Anodenkatalysator aufweist, und mit einer Schaltungsanordnung (20) zum Erzeugen von Spannungspulsen und zum Aufprägen der Spannungspulse auf die Brennstoffzelle (11), dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsanordnung (20) einen Pulsgenerator (40) zum Erzeugen von veränderlichen pulsförmigen Signalen (21) aufweist, daß die Schaltungsanordnung (20) wenigstens ein Schalterelement (22, 23) aufweist, das durch die pulsförmigen Signale (21) geöffnet und geschlossen wird und daß über die pulsförmigen Signale (21) Spannungspulse erzeugt werden, mittels derer elektrochemisch oxidierbare Stoffe auf der Anode oxidiert werden oder oxidierbar sind.1. Fuel cell system, with at least one fuel cell ( 11 ), the fuel cell ( 11 ) having an anode-electrolyte-cathode unit and an anode catalyst, and with a circuit arrangement ( 20 ) for generating voltage pulses and for impressing the voltage pulses on the fuel cell ( 11 ), characterized in that the circuit arrangement ( 20 ) has a pulse generator ( 40 ) for generating variable pulse-shaped signals ( 21 ), that the circuit arrangement ( 20 ) has at least one switch element ( 22 , 23 ) which is characterized by the pulse-shaped signals ( 21 ) is opened and closed and that the pulse-shaped signals ( 21 ) generate voltage pulses by means of which electrochemically oxidizable substances are oxidized or can be oxidized on the anode. 2. Brennstoffzellensystem, mit wenigstens einer Brennstoffzelle (11), wobei die Brennstoffzelle (11) eine Anoden-Elektrolyt-Kathoden-Einheit sowie einen Anodenkatalysator aufweist, und mit einer Schaltungsanordnung (20) zum Erzeugen von Spannungspulsen und zum Aufprägen der Spannungspulse auf die Brennstoffzelle (11), dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsanordnung (20) wenigstens ein Schalterelement (22, 23) aufweist, das zur Erzeugung der Spannungspulse geöffnet und geschlossen wird und daß die Schaltungsanordnung (20) wenigstens eine Kapazität (27) aufweist, über die die Spannungspulse erzeugt werden, mittels derer elektrochemisch oxidierbare Stoffe auf der Anode oxidiert werden oder oxidierbar sind.2. Fuel cell system, with at least one fuel cell ( 11 ), the fuel cell ( 11 ) having an anode-electrolyte-cathode unit and an anode catalyst, and with a circuit arrangement ( 20 ) for generating voltage pulses and for impressing the voltage pulses on the fuel cell ( 11 ), characterized in that the circuit arrangement ( 20 ) has at least one switch element ( 22 , 23 ) which is opened and closed to generate the voltage pulses and that the circuit arrangement ( 20 ) has at least one capacitance ( 27 ) via which the Voltage pulses are generated, by means of which electrochemically oxidizable substances are oxidized or can be oxidized on the anode. 3. Brennstoffzellensystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsanordnung (20) einen Pulsgenerator (40) zum Erzeugen von veränderlichen pulsförmigen Signalen (21) aufweist und daß das Schalterelement (22, 23) zur Erzeugung von Spannungspulsen über die pulsförmigen Signale (21) geöffnet und geschlossen wird. 3. Fuel cell system according to claim 2, characterized in that the circuit arrangement ( 20 ) has a pulse generator ( 40 ) for generating variable pulse-shaped signals ( 21 ) and that the switch element ( 22 , 23 ) for generating voltage pulses via the pulse-shaped signals ( 21 ) is opened and closed. 4. Brennstoffzellensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mehr als eine Brennstoffzelle (11) vorgesehen ist.4. Fuel cell system according to one of claims 1 to 3, characterized in that more than one fuel cell ( 11 ) is provided. 5. Brennstoffzellensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennstoffzelle(n) (11) über das wenigstens eine Schalterelement (22, 23) kurzgeschlossen wird oder kurzschließbar ist/sind.5. Fuel cell system according to one of claims 1 to 4, characterized in that the fuel cell (s) ( 11 ) via the at least one switch element ( 22 , 23 ) is short-circuited or can be short-circuited. 6. Brennstoffzellensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der Schaltungsanordnung (20) wenigstens eine Spannungsquelle (24; 28) vorgesehen ist.6. Fuel cell system according to one of claims 1 to 5, characterized in that in the circuit arrangement ( 20 ) at least one voltage source ( 24 ; 28 ) is provided. 7. Brennstoffzellensystem nach Anspruch 6, soweit auf einen der Ansprüche 2 bis 5 rückbezogen, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine Spannungsquelle (28) zum Nachladen der wenigstens einen Kapazität (27) ausgebildet ist.7. Fuel cell system according to claim 6, insofar as referred to one of claims 2 to 5, characterized in that the at least one voltage source ( 28 ) is designed for recharging the at least one capacitance ( 27 ). 8. Brennstoffzellensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in der Schaltungsanordnung (20) zwei oder mehr Schalterelemente (22, 23) vorgesehen sind.8. Fuel cell system according to one of claims 1 to 7, characterized in that two or more switch elements ( 22 , 23 ) are provided in the circuit arrangement ( 20 ). 9. Brennstoffzellensystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalterelemente (22, 23) unabhängig voneinander mit pulsförmigen Signalen (21) beaufschlagt werden oder werden können.9. Fuel cell system according to claim 8, characterized in that the switch elements ( 22 , 23 ) independently of one another with pulsed signals ( 21 ) can be applied or can. 10. Brennstoffzellensystem nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalterelemente (22, 23) im Gegentakt geschaltet werden oder schaltbar sind.10. Fuel cell system according to claim 8 or 9, characterized in that the switch elements ( 22 , 23 ) are switched in push-pull or are switchable. 11. Brennstoffzellensystem nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsanordnung (20) eine erste Masche (25) aufweist, in der die wenigstens eine Kapazität (27), die wenigstens eine Brennstoffzelle (11) und ein erstes Schalterelement (22) verschaltet sind.11. Fuel cell system according to one of claims 2 to 10, characterized in that the circuit arrangement ( 20 ) has a first mesh ( 25 ) in which the at least one capacitance ( 27 ), the at least one fuel cell ( 11 ) and a first switch element ( 22 ) are connected. 12. Brennstoffzellensystem nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsanordnung (20) eine zweite Masche (26) aufweist, in der die wenigstens eine Kapazität (27), eine Spannungsquelle (28) und ein zweites Schalterelement (23) verschaltet sind.12. Fuel cell system according to one of claims 2 to 11, characterized in that the circuit arrangement ( 20 ) has a second mesh ( 26 ) in which the at least one capacitance ( 27 ), a voltage source ( 28 ) and a second switch element ( 23 ) are connected. 13. Brennstoffzellensystem nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß über die Schaltung der Schalterelemente (22, 23) ein Ladekreis oder ein Entladekreis für die wenigstens eine Kapazität (27) erzeugt wird.13. Fuel cell system according to one of claims 8 to 12, characterized in that via the circuit of the switch elements ( 22 , 23 ), a charging circuit or an discharging circuit for the at least one capacitance ( 27 ) is generated. 14. Brennstoffzellensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das wenigstens eine Schalterelement (22, 23) als Transistor und/oder als IGCT ausgebildet ist.14. Fuel cell system according to one of claims 1 to 13, characterized in that the at least one switch element ( 22 , 23 ) is designed as a transistor and / or as an IGCT. 15. Brennstoffzellensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennstoffzelle(n) (11) weiterhin in einem Verbraucherkreis (30) mit wenigstens einem Verbraucher (31) geschaltet ist/sind.15. Fuel cell system according to one of claims 1 to 14, characterized in that the fuel cell (s) ( 11 ) is / are connected in a consumer circuit ( 30 ) with at least one consumer ( 31 ). 16. Brennstoffzellensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß mittels der Schaltungsanordnung (20) zum Erzeugen von Spannungspulsen und zum Aufprägen der Spannungspulse auf die Brennstoffzelle (11) als elektrochemisch oxidierbarer Stoff Kohlenmonoxid oxidiert wird oder oxidierbar ist.16. Fuel cell system according to one of claims 1 to 15, characterized in that by means of the circuit arrangement ( 20 ) for generating voltage pulses and for impressing the voltage pulses on the fuel cell ( 11 ) as an electrochemically oxidizable substance carbon monoxide is oxidized or can be oxidized. 17. Brennstoffzellensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß mittels der Schaltungsanordnung (20) zum Erzeugen von Spannungspulsen und zum Aufprägen der Spannungspulse auf die Brennstoffzelle (11) als elektrochemisch oxidierbare Stoffe schwefelhaltige Stoffe und/oder Verbindungen oxidiert werden oder oxidierbar sind.17. Fuel cell system according to one of claims 1 to 16, characterized in that by means of the circuit arrangement ( 20 ) for generating voltage pulses and for impressing the voltage pulses on the fuel cell ( 11 ) as electrochemically oxidizable substances, sulfur-containing substances and / or compounds are oxidized or oxidizable are. 18. Brennstoffzellensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß mittels der Schaltungsanordnung (20) zum Erzeugen von Spannungspulsen und zum Aufprägen der Spannungspulse auf die Brennstoffzelle (11) als elektrochemisch oxidierbare Stoffe stickstoffhaltige Stoffe und/oder Verbindungen oxidiert werden oder oxidierbar sind.18. Fuel cell system according to one of claims 1 to 17, characterized in that by means of the circuit arrangement ( 20 ) for generating voltage pulses and for impressing the voltage pulses on the fuel cell ( 11 ) as electrochemically oxidizable substances nitrogenous substances and / or compounds are oxidized or oxidizable are. 19. Brennstoffzellensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (60) zum Temperieren zumindest einzelner Komponenten der Schaltungsanordnung (20) vorgesehen sind.19. Fuel cell system according to one of claims 1 to 18, characterized in that means ( 60 ) for tempering at least individual components of the circuit arrangement ( 20 ) are provided. 20. Brennstoffzellensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß eine Regeleinrichtung (50) zum Regeln zumindest einzelner Komponenten der Schaltungsanordnung (20) und/oder zum Regeln der wenigstens einen Brennstoffzelle (11) und/oder zum Regeln der Mittel (60) zum Temperieren vorgesehen ist.20. Fuel cell system according to one of claims 1 to 19, characterized in that a control device ( 50 ) for regulating at least individual components of the circuit arrangement ( 20 ) and / or for regulating the at least one fuel cell ( 11 ) and / or for regulating the means ( 60 ) is provided for tempering. 21. Brennstoffzellensystem nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtung (50) zur Regelung von Pulsparametern der im Pulsgenerator (40) erzeugten pulsförmigen Signale (21) ausgebildet ist.21. A fuel cell system according to claim 20, characterized in that the control device ( 50 ) is designed for controlling pulse parameters of the pulse-shaped signals ( 21 ) generated in the pulse generator ( 40 ).
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