DE102004022052B4 - Brennstoffzelle, System und Verfahren zum Anpassen der Stapeltemperatur - Google Patents

Brennstoffzelle, System und Verfahren zum Anpassen der Stapeltemperatur Download PDF

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Abstract

Brennstoffzelle (40) mit:
einer Kathodenlage (42);
einer Anodenlage (44); und
einer Wärmetauscherplatte (52) in Wärmeaustauschbeziehung mit der Anodenlage (44) und/oder der Kathodenlage (42) und mit einer Serie von darin ausgebildeten Heizkanälen (56), welche eine Katalysatorbeschichtung (58) umfassen, die eine exotherme Reaktion unterstützt,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Wärmetauscherplatte (52) ferner eine Serie von darin ausgebildeten Kühlkanälen (54) umfasst, die in Wärmeaustauschbeziehung mit den Heizkanälen (56) stehen, wodurch Wärme aus der exothermen Reaktion über die gesamte Wärmetauscherplatte (52) verteilt wird.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft Brennstoffzellen, insbesondere eine Vorrichtung und ein Verfahren, um die Startzeit eines Brennstoffzellenstapels zu verringern und die Temperatur des Brennstoffzellenstapels über 0°C zu halten.
  • Bei einer breiten Vielzahl von Anwendungen werden Brennstoffzellensysteme zunehmend als eine Energie- bzw. Stromquelle verwendet. Vortriebssysteme mit Brennstoffzellen sind auch zur Verwendung in Fahrzeugen als Ersatz für Verbrennungsmotoren vorgeschlagen worden. Die Brennstoffzellen erzeugen Elektrizität, die dazu verwendet wird, Batterien zu laden und/oder einen Elektromotor anzutreiben. Eine Brennstoffzelle mit Festpolymerelektrolyt umfasst eine Membran, die schichtartig zwischen einer Anode und einer Kathode angeordnet ist. Um durch eine elektrochemische Reaktion Elektrizität erzeugen zu können, wird ein Brennstoff, gewöhnlich Wasserstoff (H2), an die Anode geliefert, und ein Oxidationsmittel, zum Beispiel Sauerstoff (O2), wird an die Kathode geliefert. Die Quelle für Sauerstoff ist üblicherweise Luft.
  • Der zum Betrieb einer Brennstoffzelle erforderliche Wasserstoff kann beispielsweise durch einen Reformierungsprozess aus kohlenstoffhaltigen Energieträgern wie beispielsweise Erdgas mit Hilfe von Reformierungseinheiten gewonnen werden, wie dies beispielsweise in der DE 100 33 594 B4 oder in der DE 689 04 763 T2 beschrieben wird. Ferner ist es aus der DE 692 18 518 C2 bekannt, die CO-Konzentration des durch Reformierung gewonnenen Brennstoffgases mit Hilfe von flüssigkeitsgekühlten Konvertern zu reduzieren.
  • Bei einer ersten Halbzellenreaktion erzeugt die Aufspaltung des Wasserstoffs (H2) an der Anode Wasserstoffprotonen (H+) und Elektronen (e–). Die Membran wirkt protonenleitend und dielektrisch. Als Folge dessen werden die Protonen durch die Membran transportiert. Die Elektronen fließen durch eine elektrische Last (wie beispielsweise die Batterien oder den Elektromotor), die über die Membran geschaltet ist. Bei einer zweiten Halbzellenreaktion reagiert Sauerstoff (O2) an der Kathode mit Protonen (H+) und die Elektronen (e–) werden aufgenommen, um Wasser (H2O) zu bilden.
  • Für einen optimalen Betrieb, der über eine hohe Leistungsabgabe wie auch eine schnelle Leistungslieferung definiert ist, benötigen Brennstoffzellen eine bestimmte Betriebstemperatur. Die durch die elektrochemische Reaktion erzeugte Wärme erhöht die Betriebstemperatur der Brennstoffzelle. Überschüssige Wärme wird durch ein Kühlsystem abgeleitet.
  • Bei Frosttemperaturen (beispielsweise unterhalb 0°C oder 273 K) ist ein schnelles Starten der Brennstoffzelle jedoch aufgrund von gefrorenem Wasser in der Brennstoffzelle wie auch aufgrund der Tatsache schwieriger, dass die elektrochemische Reaktionsrate in der Brennstoffzelle erheblich verringert ist. Dies begrenzt einen Stromfluss wie auch eine weitere Aufheizung der Brennstoffzelle auf die optimale Betriebstemperatur.
  • Demgemäß sieht die vorliegende Erfindung eine Brennstoffzelle mit einer Kathodenlage, einer Anodenlage und einer Wärmetauscherplatte vor. Die Wärmetauscherplatte steht in Wärmeaustauschbeziehung mit der Anodenlage und/oder der Kathodenlage. Die Wärmetauscherplatte umfasst eine Serie von darin ausgebildeten Heizkanälen. Die Heizkanäle besitzen eine Katalysatorbeschichtung, die eine exotherme Reaktion unterstützt.
  • Bei einer Ausführungsform umfasst die Brennstoffzelle ferner eine Polymerelektrolytmembran (PEM), die zwischen der Kathodenlage und der Anodenlage angeordnet ist.
  • Bei einer anderen Ausführungsform unterstützt der Katalysator eine Oxidation von Wasserstoff (H2), wodurch Wärme freigegeben wird.
  • Bei einer noch weiteren Ausführungsform umfasst die Wärmetauscherplatte auch eine Serie von darin ausgebildeten Kühlkanälen, die eine Regulierung einer Temperatur der Brennstoffzellenzelle über eine Kühlmittelströmung erleichtern. Die Kühlkanäle stehen in Wärmeaustauschbeziehung mit den Heizkanälen, wodurch Wärme aus der exothermen Reaktion über die gesamte Wärmetauscherplatte verteilt wird.
  • Weitere Anwendungsgebiete der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung offensichtlicher. Es sei zu verstehen, dass die detaillierte Beschreibung wie auch die spezifischen Beispiele, während sie die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung darstellen, nur zu Veranschaulichungszwecken und nicht dazu bestimmt sind, den Schutzumfang der Erfindung zu beschränken.
  • Die Erfindung wird im Folgenden nur beispielhaft unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, in welchen:
  • 1 eine schematische Darstellung eines Brennstoffzellensystems gemäß den Grundsätzen der vorliegenden Erfindung ist;
  • 2 eine perspektivische Explosionsansicht eines beispielhaften Brennstoffzellenstapels ist; und
  • 3 eine schematische Darstellung einer Wärmetauscherplatte des Brennstoffzellenstapels gemäß den Grundsätzen der vorliegenden Erfindung ist.
  • Die folgende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen ist lediglich beispielhaft und nicht dazu bestimmt, die Erfindung, ihre Anwendung oder ihren Gebrauch zu beschränken.
  • In 1 ist ein Brennstoffzellensystem 10 gezeigt. Das Brennstoffzellensystem 10 umfasst einen Brennstoffzellenstapel 12, der von einer Wasserstoffquelle 14 mit Wasserstoff (H2) beliefert wird. Eine Einspritzeinrichtung bzw. ein Injektor 16 erleichtert die Lieferung von H2 von der Wasserstoffquelle 14 zu dem Brennstoffzellenstapel 12. Ein Kompressor 18 erleichtert die Lieferung von Sauerstoff (O2) enthaltender Luft an den Brennstoffzellenstapel 12. H2 wird an der Anodenseite des Brennstoffzellenstapels 12 aufgespalten, um Wasserstoffprotonen (H+) und Elektronen (e–) zu erzeugen. Die Protonen werden durch eine Membran an eine Kathodenseite des Brennstoffzellenstapels 12 transportiert, und die Elektronen fließen durch eine elektrische Last (nicht gezeigt). O2 auf der Kathodenseite reagiert mit Protonen (H+), und Elektronen (e–) werden aufgenommen, um Wasser (H2O) zu bilden. Das Wasser (H2O) wird von dem Brennstoffzellenstapel 12 ausgetragen.
  • Die Reaktion an der Kathodenseite verläuft exotherm. Die durch die exotherme Reaktion erzeugte Wärme erwärmt den Brennstoffzel lenstapel 12 auf eine gewünschte Betriebstemperatur bzw. Sollbetriebstemperatur. Die Betriebstemperatur liegt bevorzugt bei 80°C. Jedoch ist von dem Brennstoffzellenstapel 12 bei 20°C unmittelbar ausreichend Strom verfügbar, um die Last zu betreiben.
  • Durch den Brennstoffzellenstapel 12 zirkuliert ein Kühlmittel, um die Betriebstemperatur des Brennstoffzellenstapels 12 aufrechtzuerhalten. In der Startphase, in der der Brennstoffzellenstapel 12 auf eine gewünschte Betriebstemperatur aufgewärmt wird, zirkuliert das Kühlmittel anfänglich die Wärme, um den Brennstoffzellenstapel 12 gleichförmig zu erwärmen. Sobald der Brennstoffzellenstapel 12 die gewünschte Betriebstemperatur erreicht hat, hält das Kühlmittel die Temperatur des Brennstoffzellenstapels 12 aufrecht. Eine Pumpe 20 pumpt Kühlmittel von einer Kühlmittelquelle 22 durch den Brennstoffzellenstapel 12. Das Kühlmittel befindet sich in Wärmeaustauschbeziehung mit den verschiedenen Komponenten des Brennstoffzellenstapels 12. Das den Brennstoffzellenstapel 12 verlassende Kühlmittel strömt durch einen Wärmetauscher 24, an dem überschüssige Wärme von dem Brennstoffzellenstapel 12 an eine Wärmesenke, wie beispielsweise die Atmosphäre, ausgetragen wird.
  • Das Brennstoffzellensystem 10 umfasst ferner einen beispielhaften Durchflussregler 26, der mit der Wasserstoffquelle 14 in Verbindung steht. Der beispielhafte Durchflussregler 26 kann ein Druckentlastungsventil bzw. Überdruckventil umfassen. Wenn ein Druck in der Wasserstoffquelle 14 einen Schwellendruck überschreitet, wird H2 durch den Durchflussregler 26 ausgetragen, so dass der Druck in der Wasserstoffquelle 14 verringert wird. Der Wasserstoffquelle 14 ist eine Heizeinrichtung 28 zugeordnet, die dazu dient, die Wasserstoffquelle 14 aufzuheizen.
  • Das Heizen der Wasserstoffquelle bewirkt darin einen Zustand mit erhöhtem Druck. Das dort ausgetragene H2 wird durch eine Durchflusssteuervorrichtung 30 in den Brennstoffzellenstapel 12 zugeführt. Bei einem Beispiel umfasst die Durchflusssteuervorrichtung 30 eine Venturidüse, die gleichzeitig O2-haltige Luft von der Atmosphäre zieht. Die O2-haltige Luft mischt sich mit dem gasförmigen H2 und wird in den Brennstoffzellenstapel 12 zugeführt. Wie nachfolgend detaillierter beschrieben ist, läuft innerhalb des Brennstoffzellenstapels 12 eine exotherme Oxidationsreaktion ab.
  • Eine Steuerung 32 steht mit den verschiedenen Komponenten und Sensoren des Brennstoffzellensystems 10 elektrisch in Verbindung. Die Steuerung 32 steuert den Betrieb der Kompressoren 16, 18 und der Pumpe 20, um den Betrieb des Brennstoffzellenstapels 12 regulieren zu können. Ein Temperatursensor 34 erzeugt ein Temperatursignal, das die Temperatur des Brennstoffzellenstapels 12 angibt. Ein Drucksensor 36 erzeugt ein Drucksignal, das einen Druck in der Wasserstoffquelle 14 angibt. Die Steuerung 32 steht mit dem Entlastungsventil 26 in Verbindung, um H2 austragen zu können, wenn der Druck in der Wasserstoffquelle 14 den Schwellendruck überschreitet. Die Steuerung 32 regelt einen Betrieb der Heizeinrichtung 28, um so in der Wasserstoffquelle 14 selektiv einen Zustand mit erhöhtem Druck bewirken zu können, wie nachfolgend detaillierter beschrieben ist.
  • Wie in 2 gezeigt ist, umfasst der Brennstoffzellenstapel 12 eine Vielzahl von Brennstoffzellen 40 in elektrischer Reihenschaltung. Jede Brennstoffzelle 40 umfasst eine Kathodenplatte 42, eine Anodenplatte 44 wie auch eine dazwischen schichtartig angeordnete Protonenaus tauschmembran (PEM) 46. Die Kathodenplatte 42 umfasst eine Serie von darin ausgebildeten Strömungskanälen 48, durch die O2-haltige Luft strömen kann. Die Anodenplatte 44 umfasst eine Serie von darin ausgebildeten Strömungskanälen 50, durch die H2 strömen kann. Die PEM 46 umfasst eine Membranelektrodenanordnung (MEA) 51, die eine dünne, protonendurchlässige, nicht elektrisch leitende Festpolymerelektrolytmembran besitzt. Die MEA umfasst einen Anodenkatalysator auf einer Seite wie auch einen Kathodenkatalysator auf der anderen Seite. Wärmetauscherplatten 52 liegen benachbart sowohl zu den Kathoden- als auch den Anodenplatten 42, 44. Die Wärmetauscherplatten 52 erlauben eine Temperatursteuerung des Brennstoffzellenstapels 12, wie hier nachfolgend detaillierter beschrieben ist. Die verschiedenen Platten sind durch Dichtungen 53 getrennt.
  • In 3 ist eine beispielhafte Wärmetauscherplatte 52 gezeigt. Die Wärmetauscherplatte 52 umfasst eine Serie von Kühlkanälen 54 wie auch eine Serie von Heizkanälen 56. Die Heizkanäle 56 sind mit einer Katalysatorlage 58 beschichtet. Die Katalysatorlage 58 kann Platin, Palladium, Mischungen von beiden oder andere Materialien umfassen, die die Oxidationsreaktion bewirken können, wie nachfolgend detaillierter beschrieben ist. Die Kühlkanäle 54 stehen in Fluidverbindung mit einer Kühlmittelsammelleitung 60, und die Heizkanäle 56 stehen in Fluidverbindung mit einer Mischungssammelleitung 62. Das Kühlmittel strömt in die Kühlmittelsammelleitung 60 und wird durch die Kühlkanäle 54 verteilt, um die Temperatur des Brennstoffzellenstapels 12 gleichförmig zu regulieren. Das Kühlmittel wird durch die Kühlmittelsammelleitung 60 zurückgeführt und an den Wärmetauscher 24 abgegeben.
  • Die Mischung aus H2 und O2 strömt in die Mischungssammelleitung 62 und wird durch die Heizkanäle 56 verteilt. Die Katalysatorlage 58 bewirkt eine exotherme Oxidationsreaktion in den Heizkanälen 56. Die durch diese Reaktion erzeugte Wärme erwärmt die Brennstoffzellenkomponenten wie auch das durch die Kühlkanäle 54 strömende Kühlmittel. Das erwärmte Kühlmittel verteilt die Wärme gleichmäßig über den gesamten Brennstoffzellenstapel 12. Auf diese Art und Weise sehen die Wärmetauscherplatten 52 eine direkte Wärmekopplung mit dem Brennstoffzellenstapel 12 vor.
  • Das Brennstoffzellensystem 10 kann in drei Hauptbetriebsarten betrieben werden: einem Park-, Start- und Normalbetrieb. Nachfolgend wird ein Betrieb des Brennstoffzellensystems 10 in jeder dieser Betriebsarten beschrieben. Die Parkbetriebsart stellt eine Abkühlperiode dar, die allgemein nach einem Normalbetrieb des Brennstoffzellensystems 10 auftritt. Wenn das Brennstoffzellensystem 10 anfänglich in die Parkbetriebsart eintritt, wird aufgekochtes H2 durch den Durchflussregler 26 und durch die Durchflusssteuervorrichtung 30 hindurch ausgetragen, wo es mit dem O2 gemischt wird. Die Mischung aus H2 und O2 strömt in die Heizkanäle 56 und reagiert dort exotherm, um Wärme zu erzeugen. Die Wärme hält anfänglich die Temperatur des Brennstoffzellenstapels 12 aufrecht, wenn die Temperatur des Brennstoffzellensystems 10 auf Umgebungstemperatur abfällt.
  • Wie oben beschrieben ist, wird der Brennstoffzellenstapel 12 auf einer Temperatur über 0°C (273 K) gehalten, um ein Gefrieren des restlichen H2O in dem Brennstoffzellenstapel 12 zu vermeiden. Wenn die Wirksamkeit der ursprünglichen Wärme nachlässt und die Temperatur des Brennstoffzellenstapels 12 auf 0°C (wenn eine Umgebung mit Frosttemperaturen angenommen wird) abfällt, schaltet die Steuerung 32 auf die Heizeinrichtung 28 um, um die Wasserstoffquelle 14 zu erwärmen. Wenn die Wasserstoffquelle 14 erwärmt ist, hat dies einen Zustand mit erhöhtem Druck zur Folge, was durch den Drucksensor 36 detektiert wird. Der Durchflussregler 26 trägt H2 an den Brennstoffzellenstapel 12 aus, um den Zustand mit erhöhtem Druck zu entlasten, wodurch eine nachfolgende exotherme Reaktion bewirkt wird. Auf diese Art und Weise leitet, da die Temperatur des Brennstoffzellenstapels 12 periodisch auf 0°C abfällt, das Brennstoffzellensystem 10 die exotherme Reaktion in den Heizkanälen 56 ein, um Gefrier- bzw. Frosttemperaturen zu vermeiden. Obwohl die Gefriertemperatur von Wasser unter Nennbedingungen bei 0°C liegt, besitzt flüssiges Wasser in dem Stapel normalerweise darin gelöste Feststoffe oder unterliegt einer Druckschwankung, was zur Folge hat, dass die Gefriertemperatur von Wasser in dem Stapel von dem Nennwert abweichen kann. Somit ist die Erfindung beispielhaft auf Grundlage einer Referenz von 0°C beschrieben, jedoch ist sie ebenfalls auch auf einen Bereich um diesen Wert herum anwendbar bzw. dafür bestimmt. Ferner umfasst das Verfahren der Erfindung Korrekturmaßnahmen, wenn die Temperatur des Stapels auf 0°C abfällt, wie auch die Einleitung von Korrekturmaßnahmen in der Nähe und geringfügig oberhalb der Gefriertemperatur von Wasser.
  • Während der Startbetriebsart ist die Anfangstemperatur des Brennstoffzellenstapels 12 vermutlich niedriger als die gewünschte Betriebstemperatur. Die Temperatur des Brennstoffzellenstapels 12 wird von dem Temperatursensor 34 erfasst. Obwohl der Betrieb des Brennstoffzellenstapels 12 die Temperatur auf die gewünschte Betriebstemperatur erhöht, unterstützt das Brennstoffzellensystem 10 den Temperaturanstieg, indem H2 und O2 in die Heizkanäle 56 zugeführt wird. Wie oben ähnlich beschrieben ist, tritt in den Heizkanälen 56 eine exotherme Reaktion auf, was in einer schnelleren Temperaturzunahme resultiert. Da die Heizkanäle 56 in Wärmeaustauschbeziehung mit den Kühlkanälen 54 stehen, erwärmt die durch die Reaktion erzeugte Wärme das Kühlmittel. Das erwärmte Kühlmittel verteilt die Wärme gleichmäßig über den Brennstoffzellenstapel 12, um den Brennstoffzellenstapel 12 auf die gewünschte Betriebstemperatur zu erwärmen.
  • Sobald der Brennstoffzellenstapel 12 auf die gewünschte Betriebstemperatur erwärmt ist, die durch den Temperatursensor 34 erfasst wird, beginnt ein Normalbetrieb des Brennstoffzellensystems 10. Dies bedeutet, dass das Entlastungsventil 26 geschlossen wird, um einen H2-Durchfluss in die Wärmetauscherplatten 52 durch die Durchflusssteuervorrichtung 30 zu unterbinden. Die Steuerung 32 regelt einen Betrieb der Kompressoren 16, 18 und der Pumpe 20, um Strom von dem Brennstoffzellenstapel 12 zu erzeugen und den Brennstoffzellenstapel 12 auf der gewünschten Betriebstemperatur beizubehalten.
  • Das Brennstoffzellensystem 10 der vorliegenden Erfindung umfasst signifikante Vorteile gegenüber Brennstoffzellensystemen 10 nach dem Stand der Technik. Insbesondere erlauben die Wärmetauscherplatten 52 in dem Brennstoffzellenstapel 12 eine direkte Wärmekopplung während der Park- wie auch Start-Betriebsarten. Dies erlaubt eine Verringerung der Startzeit, wodurch ermöglicht wird, dass der Brennstoffzellenstapel 12 elektrischen Strom schneller und effizienter erzeugen kann. Zusätzlich werden ein Trägermedium, wie beispielsweise Wasser oder Öl, wie auch damit in Verbindung stehende Komponenten, wie beispielsweise Pumpen, Wärmetauscher und Ventile, beseitigt. Dies sorgt für ein einfacheres Brennstoffzellensystem, was in einem einfacheren Zusammenbau wie auch in geringeren zugeordneten Kosten resultiert.
  • Die Beschreibung der Erfindung ist lediglich beispielhafter Natur und somit sind Abwandlungen, die nicht von der Grundidee der Erfindung abweichen, als innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung anzusehen. Derartige Abwandlungen sind nicht als Abweichung von dem Grundgedanken bzw. dem Schutzumfang der Erfindung zu betrachten.
  • Zusammengefasst umfasst eine Brennstoffzelle eine Kathodenlage, eine Anodenlage und eine Wärmetauscherplatte. Die Wärmetauscherplatte steht in Wärmeaustauschbeziehung mit der Anodenlage oder der Kathodenlage. Die Wärmetauscherplatte umfasst eine Serie von darin ausgebildeten Heizkanälen. Die Heizkanäle besitzen eine Katalysatorbeschichtung, die eine exotherme Reaktion unterstützt. Die Katalysatorlage unterstützt eine Oxidierung von Wasserstoff (H2), wodurch Wärme freigegeben wird.

Claims (22)

  1. Brennstoffzelle (40) mit: einer Kathodenlage (42); einer Anodenlage (44); und einer Wärmetauscherplatte (52) in Wärmeaustauschbeziehung mit der Anodenlage (44) und/oder der Kathodenlage (42) und mit einer Serie von darin ausgebildeten Heizkanälen (56), welche eine Katalysatorbeschichtung (58) umfassen, die eine exotherme Reaktion unterstützt, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmetauscherplatte (52) ferner eine Serie von darin ausgebildeten Kühlkanälen (54) umfasst, die in Wärmeaustauschbeziehung mit den Heizkanälen (56) stehen, wodurch Wärme aus der exothermen Reaktion über die gesamte Wärmetauscherplatte (52) verteilt wird.
  2. Brennstoffzelle (40) nach Anspruch 1, ferner mit einer Polymerelektrolytmembran (PEM) (46), die zwischen der Kathodenlage (42) und der Anodenlage (44) angeordnet ist.
  3. Brennstoffzelle (40) nach Anspruch 1, wobei der Katalysator (58) eine Oxidation von Wasserstoff (H2) unterstützt, wodurch Wärme freigegeben wird.
  4. Brennstoffzelle (40) nach Anspruch 1, wobei die in der Wärmetauscherplatte (52) ausgebildeten Kühlkanäle (54) eine Regulierung einer Temperatur der Brennstoffzellen (40) über eine Kühlmittelströmung erleichtern.
  5. System zum Anpassen einer Temperatur einer oder mehrerer Brennstoffzellen (40) in einem Brennstoffzellenstapel (12) mit: einer Wärmetauscherplatte (52) in Wärmeaustauschbeziehung mit einer Anode (44) und/oder einer Kathode (42) der Brennstoffzelle (40) und mit einer Serie von darin ausgebildeten Heizkanälen (56), welche eine Katalysatorbeschichtung (58) umfassen, die eine exotherme Reaktion unterstützt; und einer Wasserstoffquelle (14), die selektiv Wasserstoff (H2) an die Serie von Heizkanälen (56) liefert, wobei der Wasserstoff (H2) mit Sauerstoff in der exothermen Reaktion reagiert, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmetauscherplatte (52) ferner eine Serie von darin ausgebildeten Kühlkanälen (54) umfasst, die in Wärmeaustauschbeziehung mit den Heizkanälen (56) stehen, wodurch Wärme aus der exothermen Reaktion über die gesamte Wärmetauscherplatte (52) verteilt wird.
  6. System nach Anspruch 5, wobei die Wasserstoffquelle (14) den Wasserstoff (H2) auf Grundlage einer Temperatur des Brennstoffzellenstapels (12) liefert.
  7. System nach Anspruch 5, ferner mit einem Durchflussregler (28), der den Wasserstoff (H2) selektiv von der Wasserstoffquelle (14) an die Serie von Heizkanälen (56) liefert.
  8. System nach Anspruch 7, wobei der Durchflussregler (28) auf Grundlage eines Drucks der Wasserstoffquelle (14) angepasst wird.
  9. System nach Anspruch 8, ferner mit einer Heizeinrichtung (28), die die Wasserstoffquelle (14) heizt, um den Druck zu erhöhen, wodurch ein Durchfluss von Wasserstoff (H2) durch den Durchflussregler (28) erhöht wird.
  10. System nach Anspruch 7, wobei der Durchflussregler (28) ein Ventil ist.
  11. System nach Anspruch 7, wobei der Durchflussregler (28) ein Entlastungsventil ist.
  12. System nach Anspruch 5, ferner mit einer Venturidüse, durch die der Wasserstoff (H2) strömt, wobei die Venturidüse Sauerstoff (O2) zur Mischung mit dem Wasserstoff (H2) zieht.
  13. System nach Anspruch 5, wobei durch die in der Wärmetauscherplatte (52) ausgebildeten Kühlkanäle (54) eine Kühlmittelströmung strömt, um eine Temperatur des Brennstoffzellenstapels (12) zu regulieren.
  14. Verfahren zum Anpassen einer Temperatur eines Brennstoffzellenstapels (12), umfassend, dass: Wasserstoff (H2) in Heizkanäle (56) einer Wärmetauscherplatte (52) zugeführt wird, welche mit dem Brennstoffzellenstapel (12) in Wärmetauschbeziehung steht; der Wasserstoff (H2) in den Heizkanälen (56) in einer exothermen Reaktion oxidiert wird, um Wärme zu erzeugen; und die Wärme in Heizkanälen (56) umgewälzt wird, um die Temperatur des Brennstoffzellenstapels (12) zu variieren, dadurch gekennzeichnet, dass ferner Kühlmittel in Kühlkanäle (54) zugeführt wird, welche in der Wärmetauscherplatte (52) ausgebildet sind, und welche mit den Heizkanälen (56) in Wärmeaustauschbeziehung stehen, so dass Wärme aus der exothermen Reaktion über die gesamte Wärmetauscherplatte (52) verteilt wird.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, ferner umfassend, dass die Temperatur des Brennstoffzellenstapels (12) überwacht wird, wobei der Schritt, um Wasserstoff (H2) in die Heizkanäle (56) zuzuführen, auf Grundlage der Temperatur ausgeführt wird.
  16. Verfahren nach Anspruch 15, wobei der Schritt, um Wasserstoff (H2) in die Heizkanäle (56) zuzuführen, ausgeführt wird, wenn sich die Temperatur bei oder unter etwa 0°C befindet.
  17. Verfahren nach Anspruch 14, ferner umfassend, dass in einer Wasserstoffquelle (14) ein Zustand mit erhöhtem Druck bewirkt wird; und Wasserstoff (H2) von der Wasserstoffquelle (14) ausgetragen wird, um den Zustand mit erhöhtem Druck zu entlasten und den Wasserstoff (H2) für die Zufuhr des Wasserstoffs (H2) in die Heizkanäle (56) zur Verfügung zu stellen.
  18. Verfahren nach Anspruch 17, ferner umfassend, dass die Temperatur des Brennstoffzellenstapels (12) überwacht wird, wobei der Schritt, um einen Zustand mit erhöhtem Druck zu bewirken, auf Grundlage der Temperatur ausgeführt wird.
  19. Verfahren nach Anspruch 18, wobei der Schritt, um einen Zustand mit erhöhtem Druck in der Wasserstoffquelle (14) zu bewirken, ausgeführt wird, wenn die Temperatur unterhalb 0°C liegt.
  20. Verfahren nach Anspruch 14, ferner umfassend, dass der Wasserstoff (H2) kanalartig durch eine Venturidüse geführt wird; und Sauerstoff (O2) durch die Venturidüse zur Mischung mit dem Wasserstoff (H2) gezogen wird.
  21. Verfahren nach Anspruch 14, wobei das Kühlmittel die Wärme in dem Brennstoffzellenstapel (12) umwälzt, um dessen Temperatur zu variieren.
  22. Verfahren nach Anspruch 14, wobei die Heizkanäle (56) zwischen zwei oder mehr Brennstoffzellen (40) des Brennstoffzellenstapels (12) angeordnet sind, und das Überwachen der Temperatur des Brennstoffzellenstapels (12) durch Überwachen der Temperatur von einer oder mehreren der Brennstoffzellenstapel (12) erreicht wird.
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