DE10147680A1

DE10147680A1 - Brennstoffzellensystem und Verfahren zum Betreiben desselben

Info

Publication number: DE10147680A1
Application number: DE10147680A
Authority: DE
Inventors: Ray Mack; Uwe Pasera
Original assignee: Ballard Power Systems AG; Siemens VDO Electric Drives Inc
Current assignee: Mercedes Benz Fuel Cell GmbH
Priority date: 2001-09-27
Filing date: 2001-09-27
Publication date: 2003-04-10

Abstract

Ein Brennstoffzellensystem hat ein Gaserzeugungssystem und wenigstens eine Brennstoffzelle. Das Gaserzeugungssystem liefert aus Wasser und einem flüssigen Ausgangsstoff, welcher Kohlenstoff und Wasserstoff enthält, ein wasserstoffhaltiges Gas. An wenigstens einer Stelle des Gaserzeugungssystems und/oder nach der Brennstoffzelle ist ein Abscheider zum Abscheiden von Flüssigkeit aus Medien, welche durch das Brennstoffzellensystem strömen, angeordnet. Die aus dem Abscheider stammende Flüssigkeit wird wieder zum Betreiben des Gaserzeugungssystems genutzt. Zwischen jedem der Abscheider und einer Ventileinrichtung zum Ablassen der Flüssigkeit aus dem jeweiligen Abscheider ist eine Dosiereinrichtung zum Einbringen des Ausgangsstoffs in die Flüssigkeit angeordnet. Nach einer Zusammenführung aller von den Ventileinrichtungen kommenden Volumenströme aus der Flüssigkeit und dem Ausgangsstoff ist eine weitere Dosiereinrichtung und ein Sensor für den Ausgangsstoff angeordnet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Brennstoffzellensystem nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art sowie ein Verfahren zum Betreiben eines Brennstoffzellensystems nach der im Oberbegriff von Anspruch 10 näher definierten Art.

In einem Brennstoffzellensystem mit einer Brennstoffzelle, welche eine protonenleitende Membran aufweist, und insbesondere in Systemen, in denen Wasserstoff zum Betreiben der Brennstoffzelle mittels eines Reformierungsprozesses in einem Gaserzeugungssystem gewonnen wird, spielt der Wasserhaushalt des Systems eine wichtige Rolle. Besonders bei der mobilen Verwendung eines Brennstoffzellensystems ist das Mitführen von großen Wassermengen zur Befeuchtung des Systems ungünstig, und es wird angestrebt, Wasser aus dem System möglichst wieder zurückzugewinnen. Ein solches System ist in der DE 197 07 814 C1 beschrieben.

Dabei wird bei der elektrochemischen Reaktion von Wasserstoff und Sauerstoff in der Brennstoffzelle erzeugtes-Wasser durch den Reformierungsprozeß in dem Gaserzeugungssystem wiederverwendet. Bei diesem Reformierungsprozeß wird Wasser und ein kohlenstoff- und wasserstoffhaltiger Ausgangsstoff, beispielsweise ein Kohlenwasserstoffderivat, verdampft und in Wasserstoff und Kohlendioxid umgewandelt. Dieses wasserstoffhaltige Gas wird dann der Brennstoffzelle zugeführt, welche den darin enthaltenen Wasserstoff zusammen mit Sauerstoff, beispielsweise aus der Luft, in einem katalytischen Prozeß in elektrische Energie und Wasser umwandelt.

Aus der WO 99/60646 A1 ist ein Brennstoffzellensystem bekannt, bei welchem Wasser aus einem Abgasstrom einer Kathode und einer Anode der Brennstoffzelle zurückgewonnen wird, indem das Wasser aus den Abgasströmen auskondensiert und abgeschieden wird. In dem Gaserzeugungssystem befindet sich zwischen der Reformierungseinheit und der Brennstoffzelle eine selektive Oxidationseinheit zur Oxidation von Kohlenmonoxid, in welche Wasser zur Reaktion und zur Kühlung des wasserstoffhaltigen Gases eingespritzt wird, sowie ein Kondensator, welcher das wasserstoffhaltige Gas vor dem Eintritt in die Brennstoffzelle wieder abkühlt und den in ihm enthaltenen Wasserdampf zumindest teilweise entfernt.

Des weiteren ist durch die nicht vorveröffentlichte DE 100 32 667 ein Brennstoffzellensystem beschrieben, bei dem ebenfalls im Bereich des Gaserzeugungssystems Abscheider zum Abscheiden von Wasser bzw. Flüssigkeit vorgesehen sind, wobei diese Abscheider durch ihre Lage in dem Gaserzeugungssystem und dem dort vorhandenen Druckniveau deutliche Vorteile gegenüber den eingangs beschriebenen Abscheidern aufweisen.

Eine derartige Rückgewinnung von Wasser bringt erhebliche Vorteile bei dem Betreiben des Gaserzeugungssystems mit sich, da, insbesondere beim bevorzugten Einsatzfall des Brennstoffzellensystems in einem Kraftfahrzeug, auf ein Nachtanken von Wasser weitgehend verzichtet werden kann. Allerdings treten mit dem oben genannten System auch erhebliche Probleme auf, insbesondere dann, wenn das Kraftfahrzeug in Regionen betrieben wird in denen es häufiger Temperaturen unter 0°C ausgesetzt ist. Sämtliche nach dem Abstellen des Kraftfahrzeugs mit Wasser befüllten Teile, wie die Abscheider, Leitungselemente, Vorratstanks oder dergleichen, sowie mit Feuchtigkeit behaftete Teile, wie beispielsweise Membranen, Katalysatoren, usw., sind dann der Gefahr des Einfrierens und gegebenenfalls einer Zerstörung durch die Ausdehnung des Wassers beim Einfrieren ausgesetzt.

Es ist daher die Aufgabe der oben genannten Erfindung ein Brennstoffzellensystem und ein Verfahren zum Betreiben desselben zu schaffen, welches die oben genannten Nachteile vermeidet und welches die bestmöglichste Wiederverwendung der abgeschiedenen Flüssigkeit in dem Gaserzeugungssystem, mit minimalem Aufwand an Bauteilen und Bauraum sicherstellt.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die ihn kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst.

Ein Verfahren, welches die oben genannte Aufgabe ebenfalls zu lösen vermag, ist durch den kennzeichnenden Teil des Anspruchs 10 beschrieben.

In die Leitungslängen, welche zwischen jedem der Abscheider und den Vorratstanks verlaufen, wird bereits bei der Entleerung jedes der Abscheider der Ausgangsstoff eindosiert. Dadurch wird erreicht, daß sich in den Leitungen ein Gemisch aus der Flüssigkeit, welche im allgemeinen Wasser sein wird, und dem Ausgangsstoff, welcher beispielsweise ein Kohlenwasserstoffderivat sein kann, befindet. In den Leitungslängen liegt somit ein Gemisch vor, welches für die üblicherweise auftretenden Minustemperaturen ausreichend frostsicher ist.

Um einen reinen Wassertank in dem Fahrzeug zu vermeiden wird nach einer Zusammenführung all dieser Volumenströme, welche aus dem Bereich der Abscheider kommen eine weitere Dosierung für den Ausgangsstoff angeordnet, so daß hier über eine Regelung mit einem entsprechenden Sensor für den Ausgangsstoff das endgültige für den Betrieb des Gaserzeugungssystems benötigte Gemisch aus Flüssigkeit und Ausgangsstoff, beispielsweise Wasser und einem Kohlenwasserstoffderivat hergestellt werden kann. Durch den Sensor kann dabei eine unmittelbare Regelung der Dosierung erfolgen, so daß sichergestellt ist, daß das Gemisch das richtige Verhältnis λ von Ausgangsstoff zu Flüssigkeit, also beispielsweise Methanol zu Wasser, aufweist. Des weiteren kann so in einem Vorratstank ausschließlich dieser sogenannte Premix bevorratet werden, welcher frostsicher ist.

Ansonsten ist lediglich ein weiterer Tank für den mitgeführten Ausgangsstoff notwendig. Da der Ausgangsstoff im allgemeinen auch frostsicher ist, kann so sichergestellt werden, daß die Wiederverwendung der zurückgewonnenen Flüssigkeit mit minimalem Aufwand geschieht, da unmittelbar nach dem Zurückgewinnen aus der Flüssigkeit und dem Ausgangsstoff bereits wieder der für das Gaserzeugungssystem erforderliche Premix hergestellt wird. Außerdem kann durch das Vorliegen von Premix oder im Bereich zwischen den Abscheidern und der weiteren Dosierstelle, einem Gemisch aus Ausgangsstoff und Flüssigkeit, welches gegenüber dem Premix einen geringeren Anteil an Ausgangsstoff aufweist, sichergestellt werden, daß kein Einfrieren der Anlage auftritt.

In einer besonders günstigen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann es dabei vorgesehen sein, daß beim Abstellen des Brennstoffzellensystems die Ventileinrichtung an jedem der Abscheider geschlossen wird, wonach eine Menge an Ausgangsstoff in jeden der Bereiche zwischen dem Abscheider und der Ventileinrichtung dosiert wird, so daß sich in dem Abscheider ein Gemisch aus der Flüssigkeit und dem Ausgangsstoff, im allgemeinen also Wasser und ein Kohlenwasserstoffderivat bildet, welches bei üblicherweise auftretenden Außentemperaturen nicht einfrieren wird.

Damit ist sichergestellt, daß nicht nur die Leitungslängen, sondern auch die Abscheider selbst beim Abstellen des Systems frostsicher sind. Durch ein Ablassen des Gemischs bei der Wiederinbetriebnahme der Anlage über die Ablaßventile und die weitere Dosiereinrichtung, wird aus dem beim abgestellten System zum Frostschutz dienenden Gemisch in den Abscheidern wieder Premix mit dem gewünschten Verhältnis an Ausgangsstoff hergestellt, welcher dann in den Vorratstank gelangt und von dort dem Gaserzeugungssystem wieder zur Verfügung gestellt werden kann.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den restlichen Ansprüchen und den anhand der Zeichnung nachfolgend dargestellten Ausführungsbeispielen.
Es zeigt:
Fig. 1 eine erste mögliche Ausführungsform eines Teils eines Brennstoffzellensystems mit Einrichtungen zur Aufbearbeitung von abgeschiedener Flüssigkeit in einer prinzipmäßigen Darstellung;
Fig. 2 eine zweite mögliche Ausführungsform des Teils des Brennstoffzellensystems mit Einrichtungen zur Aufbearbeitung der abgeschiedenen Flüssigkeit in einer prinzipmäßigen Darstellung; und
Fig. 3 eine dritte mögliche Ausführungsform des Teils des Brennstoffzellensystems mit Einrichtungen zur Aufbearbeitung der abgeschiedenen Flüssigkeit in einer prinzipmäßigen Darstellung.
Die Erfindung eignet sich besonders für Brennstoffzellensysteme in mobilen Einheiten, wie etwa durch Brennstoffzellen betriebene Kraftfahrzeuge, sie ist aber auch für stationäre Systeme, wie etwa Blockheizkraftwerke, geeignet. Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines mit einem Kohlenwasserstoffderivat, insbesondere Methanol, betriebenen Brennstoffzellensystems dargestellt, soll aber nicht auf diese Ausführung beschränkt sein.
In Fig. 1 ist ein Teil eines in seiner Gesamtheit nicht dargestellten Brennstoffzellensystems mit einem Gaserzeugungssystem und einer Brennstoffzelle, welche ebenfalls nicht erkennbar ist, prinzipmäßig wiedergegeben. Der dargestellte Teil des Brennstoffzellensystems dient der Aufbereitung einer aus dem Brennstoffzellensystem über Abscheider 1, im hier dargestellten Fall zwei Abscheider 1, zurückgewonnenen Flüssigkeit gemäß dem oben dargestellten Ausführungsbeispiel, insbesondere Wasser (H₂O). Das Wasser sammelt sich dabei in den Abscheidern 1, welche beispielsweise zwischen einer Reformierungseinrichtung und einer selektiven Oxidationseinrichtung des Gaserzeugungssystems und/oder unmittelbar vor dem Einströmen des wasserstoffhaltigen Gases in einen Anodenraum der Brennstoffzelle oder gegebenenfalls auch nach der Brennstoffzelle angeordnet sind. Über jeweils zwei Füllstandssensoren 2 wird der Wasserstand des in den Abscheidern 1 befindlichen Wassers erfaßt. Zeigen diese nun ein vorbestimmtes Niveau an, so kann das Wasser über Leitungselemente 3 und in denselben angeordneten Ventileinrichtungen 4 abgelassen werden.
In einem Bereich 5 zwischen dem Abscheider 1 und der jeweiligen Ventileinrichtung 4 ist jeweils eine Dosiereinrichtung 6 vorgesehen, über welche der kohlenstoff- und wasserstoffhaltige Ausgangsstoff, hier das Methanol (CH₃OH), in das Wasser eindosiert werden kann. Die Dosiereinrichtungen 6 können dabei insbesondere als Einspritzventile ausgebildet sein.
Die Menge des im Bereich der Dosiereinrichtungen 6 eindosierten Methanols richtet sich dabei nach dem Durchfluß an Wasser durch den Bereich 5, also letztendlich nach dem Druck im Abscheider 1, bzw. dem Volumenstrom an der Stelle 5. Die Menge des zudosierten Methanols wird dabei so gewählt, daß das nach der Dosiereinrichtung 6 vorliegende Gemisch aus Wasser und Methanol einerseits frostsicher ist, andererseits ein geringeres Verhältnis λ an in ihm enthaltenen Methanol aufweist, als ein Premix mit welchem das Gaserzeugungssystem betrieben wird.
Hinsichtlich der Steuerung der Ventileinrichtungen 4 und der Dosiereinrichtungen 6 kann beispielsweise so vorgegangen werden, daß in einem zeitlichen Ablauf die einzelnen Abscheider 1 über ihre Füllstandssensoren 2 abgefragt werden, ob in ihnen Wasser steht. Sollte dies der Fall sein, so wird die Ventileinrichtung 4 des jeweiligen Abscheiders 1 geöffnet und gleichzeitig die Dosiereinrichtung 6 in Betrieb genommen, so daß eine zu der Durchflußmenge bzw. dem Abfluß des Volumenstroms des jeweiligen Abscheiders 1 passende Menge an Methanol eindosiert wird. Das Ablassen kann dann entweder nach einer vorgegebenen Zeit oder nach der Entleerung, welche durch einen der Füllstandssensoren 2 angezeigt wird, durch Schließen der Ventileinrichtung 4 und der Dosiereinrichtung 6 beendet werden.
Das Gemisch aus Wasser und Methanol aus allen Abscheidern 1, insbesondere können hier selbstverständlich auch mehr als die dargestellten zwei Abscheider 1 vorgesehen sein, gelangt dann zu einer Zusammenführung 7, in deren Bereich sämtliche Volumenströme gesammelt werden. Nach der Zusammenführung 7 gelangt der Volumenstrom aus Wasser und Methanol gemäß dem Ausführungsbeispiel in Fig. 1 über ein Leitungselement 8 in einen Vorratstank 9, in dem der Premix mit dem geforderten Verhältnis λ von Methanol zu Wasser bevorratet wird, mit welchem das Gaserzeugungssystem dann das wasserstoffhaltige Gas produziert.
Im Bereich des Leitungselementes 8 sind in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel eine weitere Dosiereinrichtung 10 sowie ein Sensor 11 für das Verhältnis λ von Methanol zu Wasser angeordnet. Die Dosiereinrichtung 10 kann auch in diesem Fall in bevorzugter Weise ein Einspritzventil sein. Bei dem Sensor 11 für das Verhältnis λ kann es sich um einen kapazitiven Sensor zum Erfassen der Methanolkonzentration in dem Volumenstrom handeln, wie er allgemein bekannt und üblich ist.
Eine derartige Einrichtung zum Aufbereiten des aus dem Brennstoffzellensystem über die Abscheider 1 rückgewonnenen Wassers funktioniert nun so, daß wie oben bereits erwähnt, über die Dosiereinrichtungen 6 so viel Methanol in den Volumenstrom eindosiert wird, daß in den Leitungen 3 bis zur Zusammenführung 7 ein Gemisch vorliegt, welches bei den üblicherweise auftretenden Temperaturen, im allgemeinen bis ca. -40°C, frostsicher ist. Nach der Zusammenführung 7 gelangt dieses Gemisch dann in den Bereich der weiteren Dosiereinrichtung 10. An die Dosiereinrichtung 10 schließt sich dann der durchströmte Sensor 11 an, welcher "inline" das aktuelle Verhältnis λ des Methanols in dem Volumenstrom erfaßt. Wird nun die weitere Dosiereinrichtung 10 in Abhängigkeit dieses gemessenen Verhältnisses λ betätigt, so kann erreicht werden, daß sich in dem Leitungselement 8 das vorgegebene Verhältnis λ einstellt, das für den Premix, welcher dann in dem Vorratstank 9 bis zur Verwendung in dem Gaserzeugungssystem bevorratet wird, erforderlich ist.
Bei einem derartigen Brennstoffzellensystem liegt dann sowohl in den Leitungen 3 als auch in dem Leitungselement 8 jeweils ein Gemisch aus Wasser und Methanol vor, so daß diese Elemente nach dem Abstellen des Brennstoffzellensystems nicht einfrieren können. Um diesen Frostschutz auch im Bereich der Abscheider 1 sicherzustellen, kann jeweils über die Dosiereinrichtung 6 bei geschlossener Ventileinrichtung 4 Methanol dosiert werden. Dieses Methanol wird sich dann im Bereich 5 und in dem Abscheider 1 ausbreiten und sich mit dem dort befindlichen Wasser vermischen, so daß auch hier ein frostsicheres Gemisch entsteht.
Fig. 2 zeigt nun eine weitere Ausführungsform, bei welcher lediglich die endgültige Aufbereitung des Premix auf das gewünschte Verhältnis λ anders ausgebildet ist.
Nach der Zusammenführung 7 gelangen die Volumenströme bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 in eine Mischkammer 12. In der Mischkammer 12 befindet sich dabei der Sensor 11, welcher auch hier wieder als kapazitiver Sensor ausgeführt ist. In dem vorliegenden Fall wird der Sensor 11 jedoch nicht durchströmt, sondern ist lediglich in der Mischkammer 12 in einem Volumen angeordnet, in welchem keine nennenswerte Strömung vorliegt. Des weiteren weist die Mischkammer 12 die weitere Dosiereinrichtung 10 sowie einige Einbauten 13 auf, welche als statische Mischer dienen und die Mischung der einströmenden Medien begünstigen. Die Mischung des Premix mit dem für den endgültigen Betrieb des Gaserzeugungssystems vorgesehenen Verhältnis λ, erfolgt bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel in der Mischkammer 12.
Erst nach erfolgter Mischung gelangt der Premix dann in den Vorratstank 9. Der Aufwand hinsichtlich der Komponenten steigt gegenüber dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel etwas an, jedoch wird die Regelung auf das vorgegebene Verhältnis λ erleichtert, da das Volumen der Mischkammer 12 als Puffer für die Regelung dient.
Statt der einen dargestellten weiteren Dosiereinrichtung 10 könnten auch mehrere derartige Dosiereinrichtungen vorgesehen sein, welche insbesondere dafür sorgen könnten, daß die Durchmischung in der Mischkammer 12 verbessert wird, damit sich die Regelung auf das Verhältnis λ nochmals erleichtert.
In Fig. 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem der Aufbau bis zur Zusammenführung 7 ebenfalls identisch ausgebildet ist.
Von der Zusammenführung 7 aus strömt der Volumenstrom jedoch unmittelbar in den Vorratstank 9. Selbstverständlich wäre es auch hier denkbar die Zusammenführung 7 in den Vorratstank 9 zu verlegen, sollte dies hinsichtlich der Leitungsführung, der verwendeten Leitungslängen oder dergleichen Vorteile bieten.
Um nun sicherzustellen, daß in dem Vorratstank 9 immer der Premix mit dem gewünschten Verhältnis λ vorliegt, weist der Vorratstank 9 ein Leitungselement 14 und eine Fördereinrichtung 15 auf, über welche der Inhalt des Vorratstanks 9 umwälzbar ist.
In dem Leitungselement 14 ist außerdem der Sensor 11, welcher hier wieder als durchströmter kapazitiver Sensor ausgebildet ist, angeordnet. In Strömungsrichtung nach dem Sensor ist die weitere Dosiereinrichtung 10 angeordnet, so daß diese entsprechend der vom Sensor 11 gemessenen Werte Methanol nachdosieren kann, falls dies erforderlich ist. Um eine gleichbleibende Messung des Verhältnisses λ durch den Sensor 11 und damit eine möglichst genaue Regelung sicherzustellen, wird der Druck im Bereich der Dosiereinrichtung 10 und des Sensors 11 über eine Druckhalteeinrichtung 16, beispielsweise ein Druckhalteventil, gegen welches die Fördereinrichtung 15 fördert, konstant gehalten.
Von den hier dargestellten Ausführungsbeispielen ist das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 sicherlich das, das den meisten Aufwand hinsichtlich der Bauteile verursacht. Dadurch, daß der in dem Vorratstank 9 befindliche Premix jedoch ständig von der Fördereinrichtung 15 durch den Sensor 11 gepumpt wird, kann das Mischungsverhältnis in dem Vorratstank ständig gemessen werden. Über die Druckhalteeinrichtung 16 kann der Druck im Bereich des Sensors 11 immer auf einen konstanten Wert geregelt werden. Damit sind die Meßergebnisse des Sensors 11 sehr genau. Die gegebenenfalls erforderliche Dosierung des Methanols durch die Dosiereinrichtung 10 erfolgt erst nach dem Sensor 11, so daß über den in Fig. 3 dargestellten Aufbau eine sehr genaue Regelung des Verhältnisses λ an Methanol in dem Premix erzielt werden kann.
Durch die für diese sehr exakte Regelung erforderliche Umwälzung des in dem Vorratstank 9 befindlichen Premix durch das Leitungselement 14 wird außerdem erreicht, daß sämtlicher in dem Vorratstank 9 vorliegender Premix ständig durchmischt wird, so daß sich eine sehr homogene Verteilung der Konzentrationen in dem Vorratstank 9 einstellt.
Die an den beiden anderen Ausführungsbeispielen bereits genannten Möglichkeiten hinsichtlich des optimalen Frostschutzes der gesamten Anlage bleiben selbstverständlich auch hier bestehen.
Neben sämtlichen hier erwähnten Komponenten können natürlich auch andere in derartigen Gemischaufbereitungseinrichtungen, wie beispielsweise Ionenaustauscher oder dergleichen, vorgesehen sein, wobei hier sicherlich ein Einbau im Bereich nach der Zusammenführung 7 sinnvoll wäre.

Claims

1. Brennstoffzellensystem mit einem Gaserzeugungssystem und wenigstens einer Brennstoffzelle, wobei das Gaserzeugungssystem aus Wasser und einem flüssigen Ausgangsstoff, welcher Kohlenstoff und Wasserstoff enthält, ein wasserstoffhaltiges Gas liefert, wobei an wenigstens einer Stelle des Gaserzeugungssystems und/oder nach der Brennstoffzelle ein Abscheider zum Abscheiden von Flüssigkeit aus den Medien, welche durch das Brennstoffzellensystem strömen, angeordnet ist, und wobei die aus dem Abscheider stammende Flüssigkeit zum Betreiben des Gaserzeugungssystems wieder nutzbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen jedem der Abscheider (1) und einer Ventileinrichtung (4), zum Ablassen der Flüssigkeit (H₂O) aus dem jeweiligen Abscheider (1), eine Dosiereinrichtung (6), zum Einbringen des Ausgangsstoffs (CH₃OH) in die Flüssigkeit (H₂O), angeordnet ist, und daß nach einer Zusammenführung (7) aller von den Ventileinrichtungen (6) kommenden Volumenströme aus der Flüssigkeit (H₂O) und dem Ausgangsstoff (CH₃OH) eine weitere Dosiereinrichtung (10) und ein Sensor (11) für den Ausgangsstoff (CH₃OH) angeordnet ist.

2. Brennstoffzellensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (11) in einem Leitungselement (8) in Strömungsrichtung nach der weiteren Dosiereinrichtung (10) angeordnet ist.

3. Brennstoffzellensystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Volumenstrom nach dem Durchströmen des Leitungselements (8) in einen Vorratstank (9) gelangt.

4. Brennstoffzellensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Zusammenführung (7) der Volumenströme eine Mischkammer (12) angeordnet ist, welche die weitere Dosiereinrichtung (10) und den Sensor (11) aufweist.

5. Brennstoffzellensystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Volumenstrom nach der Mischkammer (12) in einen Vorratstank (9) gelangt.

6. Brennstoffzellensystem nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischkammer (12) als statische Mischelemente dienende Einbauten (13) aufweist.

7. Brennstoffzellensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Zusammenführung (7) der Volumenströme ein Vorratstank (9) angeordnet ist, welcher mit einem Leitungselement (14) und einer Fördereinrichtung (15) versehen ist, so daß der Tankinhalt umwälzbar ist, wobei in dem Leitungselement (14) in Strömungsrichtung nacheinander der Sensor (11), die weitere Dosiereinrichtung (10) und eine Druckhalteeinrichtung (16) angeordnet sind.

8. Brennstoffzellensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Dosiereinrichtung (10) als Einspritzventil ausgebildet ist.

9. Brennstoffzellensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (11) als kapazitiver Sensor ausgebildet ist.

10. Verfahren zum Betreiben eines Brennstoffzellensystems mit einem Gaserzeugungssystem und wenigstens einer Brennstoffzelle, wobei in dem Gaserzeugungssystem aus Wasser und einem flüssigen Ausgangsstoff, welcher Kohlenstoff und Wasserstoff enthält, ein wasserstoffhaltiges Gas erzeugt wird, wobei an wenigstens einer Stelle des Brennstoffzellensystems über einen Abscheider Flüssigkeit aus den Medien, welche durch das Brennstoffzellensystem strömen, abgeschieden wird, und wobei die aus dem Abscheider stammende Flüssigkeit zum Betreiben des Brennstoffzellensystems wieder genutzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Abscheider (1) und einer Ventileinrichtung (4), zum Ablassen der Flüssigkeit (H₂O) aus dem jeweiligen Abscheider (1), eine vorgegebene Menge des Ausgangsstoffes (CH₃OH) in die Flüssigkeit (H₂O) eingebracht wird, wobei nach einer Zusammenführung (7) aller von den Ventileinrichtungen (4) kommenden Volumenströme der Flüssigkeit (H₂O) und des Ausgangsstoffs (CH₃OH) eine über einen Sensor (11) für den Ausgangsstoff (CH₃OH) geregelte Dosierung (Dosiereinrichtung 10) des Ausgangsstoffs (CH₃OH) in den Volumenstrom erfolgt, so daß sich ein vorgegebenes Verhältnis (2) des Ausgangsstoffes (CH₃OH) in dem Volumenstrom einstellt.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Messung der Konzentration des Ausgangsstoffs (CH₃OH) über den Sensor (11) und die Dosierung des Ausgangsstoffes (CH₃OH) in einem durchströmten Leitungselement (8, 14) erfolgt.

12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Messung der Konzentration des Ausgangsstoffs (CH₃OH) über den Sensor (11) und die Dosierung des Ausgangsstoffes (CH₃OH) in einem Volumen (Mischkammer 12) erfolgt, in welchem keine oder keine nennenswerte Strömung vorliegt.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der wenigstens eine Abscheider (1) in einer vorgegebenen zeitlichen Abfolge hinsichtlich seines Füllstandes (Füllstandssensoren 2) abgefragt wird, wobei bei vorhandener Flüssigkeit (H₂O) in dem Abscheider (1) die Ventileinrichtung (4) geöffnet und gleichzeitig der Ausgangsstoff (CH₃OH) in die abfließende Flüssigkeit (H₂O) eindosiert wird, wobei die Menge des dosierten Ausgangsstoffes (CH₃OH) in Abhängigkeit des bekannten Abflusses der Flüssigkeit (H₂O) aus dem Abscheider (1) je Zeiteinheit vorgegeben wird.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß beim Abstellen des Brennstoffzellensystems die Ventileinrichtung (4) an jedem der Abscheider (1) geschlossen wird, wonach eine vorgegebene Menge an Ausgangsstoff (CH₃OH) in jeden der Bereiche (5) zwischen dem Abscheider (1) und der Ventileinrichtung (4) dosiert wird, so daß sich in dem Abscheider (1) ein Gemisch aus der Flüssigkeit (H₂O) und dem Ausgangsstoff (CH₃OH) bildet, welches bei üblicherweise auftretenden Außentemperaturen nicht einfrieren wird.

15. Verwendung einer Brennstoffzellenanlage nach einem der oben angegebenen Ansprüche in einem Kraftfahrzeug.

16. Verwendung eines Verfahrens zum Betreiben einer Brennstoffzellenanlage nach einem der oben angegebenen Ansprüche in einem Kraftfahrzeug.