DE102005042407A1

DE102005042407A1 - Arrangement for supplying fuel cell with reaction gas, comprises humidifier having two inlets, and filter arrangement connected in front of first inlet and/or second inlet

Info

Publication number: DE102005042407A1
Application number: DE102005042407A
Authority: DE
Inventors: Klaus Leister; Verena Dr. Hücker
Original assignee: Carl Freudenberg KG
Current assignee: Carl Freudenberg KG
Priority date: 2005-09-06
Filing date: 2005-09-06
Publication date: 2007-03-08
Also published as: CN101258633A

Abstract

A reaction gas (3) supplying arrangement (1) comprises a humidifier (4) with a first inlet (5) for a recycled reaction gas to be humidified and a second inlet (6) for the moisture carrier (7). A filter arrangement (8) is connected in front of the first inlet and/or the second inlet. It comprises a particle filter, a chemical filter (9), an activated carbon layer (10), a fine filter (11), an electrostatically effective filter layer (12), and/or sensor facility. The reaction gas forms cathode or anode gas of fuel cell (2).

Description

Technisches Gebiettechnical area

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Versorgung einer Brennstoffzelle mit aufbereitetem Reaktionsgas, umfassend einen Befeuchter mit einem ersten Eingang für das zu befeuchtende Reaktionsgas und einen zweiten Eingang für den Feuchteträger.The The invention relates to an arrangement for supplying a fuel cell with treated reaction gas comprising a humidifier with a first entrance for the reaction gas to be humidified and a second input for the moisture carrier.

Derartige Anordnungen sind allgemein bekannt. Bei bestimmten Arten von Brennstoffzellen, wie beispielsweise Polymer-Elektrolyt-Membran Brennstoffzellen (PEM-Zellen) ist zur Erreichung des maximalen Wirkungsgrades eine permanente Befeuchtung der Brennstoffzellen-Membran notwendig. Die Befeuchtung erfolgt durch Anreicherung der in die Brennstoffzelle zuzuführenden Gase mit Wasser, wobei die Anreicherung mittels eines Befeuchters erfolgt. Damit der Befeuchter einen optimalen Wirkungsgrad erreicht und der Feuchtetransfer regelbar ist, ist eine gleichmäßige Anströmung notwendig. Dazu ist dem Befeuchter häufig eine Gasfördereinrichtung vorgeschaltet. Es gibt allerdings stoßweise arbeitende Gasfördereinrichtungen, so dass der Befeuchter nicht gleichmäßig angeströmt wird. Des Weiteren können Druckstöße zu einem vorzeitigen Verschleiß führen. Für Befeuchter steht häufig nur begrenzter Bauraum zur Verfügung, aus der häufig eine ungünstige, beispielsweise schräge oder asymmetrische, Anströmung resultiert.such Arrangements are well known. For certain types of fuel cells, such as for example, polymer electrolyte membrane fuel cells (PEM cells) is to achieve the maximum efficiency a permanent Humidification of the fuel cell membrane necessary. Humidification takes place by enrichment of the supplied into the fuel cell Gases with water, whereby the enrichment by means of a humidifier he follows. So that the humidifier reaches an optimal efficiency and the moisture transfer is adjustable, a uniform flow is necessary. To is common to the humidifier a gas conveyor upstream. However, there are intermittent gas delivery facilities, so that the humidifier is not uniformly flown. Furthermore, pressure surges can lead to a lead to premature wear. For humidifiers is common only limited installation space available from the often one unfavorable, for example, oblique or asymmetric, flow results.

Darstellung der Erfindungpresentation the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung bereitzustellen, bei der die Anströmung des Befeuchters verbessert ist.Of the Invention has for its object to provide an arrangement when the flow the humidifier is improved.

Zur Lösung der Aufgabe ist dem ersten Eingang und/oder dem zweiten Eingang eine Filteranordnung vorgeschaltet. Die Filteranordnung ist als Partikelfilter, beispielsweise aus einem Vliesstoff, ausgebildet und bildet dabei einen Druckgleichrichter der zu einer Strömungsvergleichmäßigung führt. Diese Anordnung ist insbesondere bei mobilen Anwendungen vorteilhaft, da mobile Brennstoffzellen dynamisch betrieben werden und daher auch betriebsbedingt Druckschwankungen auftreten können, gleiches gilt für kompakte stationäre Anlagen. Mögliche Druckstöße einer vorgeschalteten Gasfördereinrichtung werden in der Filteranordnung gedämpft. Durch eine vergleichmäßigte Anströmung des Befeuchters verbessert sich die Feuchteübertragung, so dass ein kleines Bauvolumen erzielt werden kann. Die Filteranordnung kann ein Drahtgitter, ein Gewebe, ein Lochgitter oder Blenden aufweisen. Diese Einrichtungen führen neben einer Stützwirkung für die Filteranordnung zu einer nochmals verbesserten Strömung. Die Filteranordnung ist vorzugsweise als Partikelfilter ausgebildet. Damit werden Partikel filtriert, die zu einem vorzeitigen Verschleiß oder Wirkungsgradverlust des Befeuchters führen können. Dabei wird zum einen die Umgebungsluft gereinigt, die der Brennstoffzelle als Reaktionsgas auf der Kathodenseite zugeführt wird und zum anderen kann auch das Kathodenabgas gereinigt werden, welches den Feuchteträger bildet. Das Kathodenabgas kann Verunreinigungen aus der Brennstoffzelle beinhalten, welche in der Filteranordnung zurückgehalten werden, so dass dem Befeuchter gereinigtes Kathodenabgas zugeführt wird.to solution the task is the first input and / or the second input preceded by a filter arrangement. The filter arrangement is as particle filter, for example, from a nonwoven fabric, formed and forms a pressure rectifier leads to a flow equalization. These Arrangement is particularly advantageous in mobile applications, because mobile fuel cells are operated dynamically and therefore also due to operational pressure fluctuations can occur, the same applies to compact stationary Attachments. Possible pressure surges of one upstream gas conveyor are damped in the filter assembly. By a uniform flow of the Humidifier improves the moisture transfer, leaving a small Construction volume can be achieved. The filter assembly may be a wire mesh, have a fabric, a perforated grid or screens. These facilities run alongside a supporting effect for the Filter arrangement for a further improved flow. The filter arrangement is preferably designed as a particle filter. This will be particles filtered, leading to premature wear or loss of efficiency of the humidifier can. On the one hand, the ambient air is cleaned, that of the fuel cell is fed as a reaction gas on the cathode side and the other can also the cathode exhaust gas are cleaned, which forms the moisture carrier. The cathode exhaust gas may include impurities from the fuel cell, which are retained in the filter assembly, so that the Humidifier purified cathode exhaust gas is supplied.

Die Filteranordnung kann einen chemischen Filter umfassen. Ein chemischer Filter filtriert beispielsweise saure und/oder basische Gase und verhindert einen vorzeitigen Verschleiß des Befeuchters und der Brennstoffzellen durch Einwirkung schädigender Gase.The Filter assembly may include a chemical filter. A chemical Filter filters, for example, acidic and / or basic gases and prevents premature wear of the humidifier and fuel cells by acting damaging Gases.

Die Filteranordnung kann eine Aktivkohleschicht umfassen. Die Filteranordnung umfasst dann einen Partikelfilter und einen Aktivkohlefilter, die zu einer Filtereinheit zusammengefasst sein können. Die weitere Filteranordnung kann eine Aktivkohleschicht umfassen. Dabei bildet die Aktivkohle je nach Ausrüstung einen Adsorptionsfilter und/oder einen Absorptionsfilter. Aktivkohle ist zur Filtration verschiedenster chemischer Bestandteile sowie von Partikeln geeignet. Es können statt oder zusätzlich zur Aktivkohle auch andere Sorbentien in der weiteren Filteranordnung vorgesehen werden. Diese können ebenfalls durch Physisorption und/oder Chemisorption wirken. Es sind beispielsweise imprägnierte Kohlen, Siliciumdioxide, Aluminiumsilikate, Aluminiumoxide oder ein Ionenaustauscher denkbar.The Filter assembly may include an activated carbon layer. The filter arrangement then includes a particulate filter and an activated carbon filter, the can be summarized to a filter unit. The further filter arrangement may include an activated carbon layer. At the same time the activated carbon forms depending on the equipment an adsorption filter and / or an absorption filter. activated carbon is for filtration of various chemical components as well suitable for particles. It can instead of or in addition to Activated carbon also other sorbents in the further filter arrangement be provided. these can also act by physisorption and / or chemisorption. It are for example impregnated coals, Silica, aluminum silicates, aluminum oxides or an ion exchanger conceivable.

Die Filteranordnung kann einen Feinfilter umfassen. Mittels eines Feinfilters können feine partikelförmige und flüssige Bestandteile aus dem zu reinigenden Medium filtriert werden. Dabei kann der Feinfilter einer Aktivkohleschicht nachgeschaltet sein und Aktivkohle-Partikel ebenfalls zurückhalten.The Filter assembly may include a fine filter. By means of a fine filter can fine particulate and liquid Components are filtered from the medium to be purified. there the fine filter can be followed by an activated carbon layer and Also retain charcoal particles.

Die Filteranordnung kann eine elektrostatisch wirksame Filterschicht umfassen. Mit einem elektrostatisch wirksamen Filtermaterial können feine Partikel bei einem geringen Druckverlust gefiltert werden. Aufgrund der elektrostatischen Wechselwirkung können die Poren bei einer gleichen Filterleistung größer ausgebildet sein als bei einem nicht aufgeladenen Filtermaterial. Filtermedien können mit einfachen Mitteln in dem Gasstrom angeordnet werden und sind einfach austauschbar.The Filter assembly may be an electrostatically active filter layer include. With an electrostatically effective filter material fine particles be filtered at a low pressure loss. Due to the electrostatic Interaction can the pores are made larger at a same filter performance than at an uncharged filter material. Filter media can with simple Agents are arranged in the gas stream and are easily replaceable.

Der Befeuchter kann als Membranbefeuchter ausgebildet sein. Bei Membranbefeuchtern sind der feuchte Gasstrom und der zu befeuchtende Gasstrom durch eine Membran getrennt, die wasserdurchlässig ist. Grundsätzlich kann der Feuchtetransport durch Kapillarkräfte oder Diffusionskräfte erfolgen. Beide Mechanismen sind empfindlich gegenüber Verschmutzungen. Beim Transport durch die Membran sind Grenzflächenphänomene der Membran von großer Bedeutung. Diese werden durch Verunreinigungen der Oberfläche beeinflusst, beispielsweise ändert sich bei Verschmutzung das hydrophile Verhalten und das Benetzungsverhalten der Membran. Durch Partikel können Poren verstopfen. Funktionelle Gruppen können durch Verschmutzungen oder Schadstoffe blockiert werden. Bei einem Membranbefeuchter kann vorteilhafterweise die wasserhaltige Abluft der Kathodenseite zu Befeuchtung verwendet werden, so dass eine gesonderte Versorgung mit Wasser entfallen kann. In Kombination mit der Filteranordnung ergibt sich aufgrund der Strömungsführung und der umströmten Membranen des Befeuchters zusätzlich eine verbesserte schalldämpfende Wirkung. In anderen Ausführungen kann der Befeuchter als Sprühbefeuchter ausgebildet sein. Sprühbefeuchter sind vorteilhaft, wenn eine Befeuchtung des Anodengases erfolgen soll, da das Anodengas in Verbindung mit Sauerstoff, beispielsweise Luftsauerstoff, reagiert. Bei Sprühbefeuchtern erfolgt die Befeuchtung durch Versprühen von flüssigem Wasser beispielsweise durch Düsen. Als Wasser kann kondensiertes Wasser aus dem Kathodenabgas zum Einsatz gelangen. Bei Verwendung von flüssigem Wasser, insbesondere aus dem Kathodenabgas gewonnenem Wasser ist eine vorherige Reinigung notwendig, da Verunreinigen zum Verstopfen der Düsen führen können. Bei Befeuchtung des Kathodengases, welches aus der Umgebungsluft gebildet ist, ist eine Reinigung ebenfalls erforderlich, da sich Verunreinigungen aus der Umgebungsluft an den Düsen ablagern können, was zu Funktionsstörungen des Befeuchters führt.The humidifier can be used as a membrane humidifier be formed ter. In membrane humidifiers, the wet gas stream and the gas stream to be humidified are separated by a membrane which is permeable to water. Basically, the moisture transport can be carried out by capillary forces or diffusion forces. Both mechanisms are sensitive to contamination. When transported through the membrane interfacial phenomena of the membrane are of great importance. These are influenced by contamination of the surface, for example, changes in the case of contamination, the hydrophilic behavior and the wetting behavior of the membrane. Particles can clog pores. Functional groups can be blocked by soiling or pollutants. In the case of a membrane humidifier, the water-containing exhaust air of the cathode side can advantageously be used for humidification, so that a separate supply of water can be dispensed with. In combination with the filter arrangement results due to the flow and the flow around the membranes of the humidifier in addition an improved sound-absorbing effect. In other embodiments, the humidifier may be designed as a spray humidifier. Spray humidifiers are advantageous if humidification of the anode gas is to take place, since the anode gas reacts in conjunction with oxygen, for example atmospheric oxygen. In the case of spray humidifiers, moistening takes place by spraying liquid water, for example through nozzles. As water, condensed water from the cathode exhaust gas can be used. When using liquid water, especially from the cathode exhaust gas recovered water, a prior cleaning is necessary because contamination can lead to clogging of the nozzles. When moistening the cathode gas, which is formed from the ambient air, a cleaning is also required because contaminants from the ambient air can deposit on the nozzles, resulting in malfunction of the humidifier.

Der Befeuchter kann Hohlfasern umfassen. Hohlfasern weisen eine große Oberfläche auf, so dass mit einer geringen Anzahl von Hohlfasern, die einen geringen Raum beanspruchen, eine große Befeuchtungsleistung erzielt werden kann. Bei den Hohlfasern wird ein, beispielsweise der feuchte, Gasstrom um die Fasern herum geführt und der andere, beispielsweise der zu befeuchtende, Gasstrom wird innerhalb der Fasern geführt. Bei Hohlfaser-Befeuchtern ist eine vorherige Filtration zusätzlich vorteilhaft, da die Hohlfasern einen geringen Querschnitt aufweisen, die durch eindringende Partikel verstopft oder zerstört werden können.Of the Humidifier may include hollow fibers. Hollow fibers have a large surface, so that with a small number of hollow fibers, which is a small Take up space, a big one Humidification performance can be achieved. When the hollow fibers is a, for example, the moist, gas flow around the fibers around and the other, for example, to be humidified, gas flow is within guided the fibers. For hollow fiber humidifiers, a prior filtration is additionally advantageous since the hollow fibers have a small cross-section which penetrates through Particles clogged or destroyed can be.

Die Anordnung kann eine vormontierbare Einheit bilden. Der modulartige Aufbau, bei der eine Einheit aus Filteranordnung und Befeuchter vor der Montage in die Brennstoffzellen zusammengefasst wird, erleichtert die Montage der Brennstoffzelle, da dort weniger Teile zu montieren sind.The Arrangement can form a pre-assembled unit. The modular Structure in which a unit of filter assembly and humidifier before assembly into the fuel cells is facilitated the assembly of the fuel cell, since there are fewer parts to assemble are.

Die Anordnung kann in einem Gehäuse angeordnet sein. Dabei ist die Einheit aus Filteranordnung und Befeuchter besonders kompakt in einem Gehäuse vormontiert, wodurch sich die Montage nochmals vereinfacht. Verbindungen, beispielsweise Rohre oder Schläuche zur Verbindung von Filteranordnung und Befeuchter können entfallen.The Arrangement can be in a housing be arranged. The unit consists of filter arrangement and humidifier particularly compact in a housing preassembled, which simplifies the assembly again. Links, for example, pipes or hoses to connect filter assembly and humidifier can be omitted.

Der Anordnung kann eine Gasfördereinrichtung vorgeschaltet sein. Mittels der Gasfördereinrichtung erfolgt eine Druckerhöhung und eine Förderung des Gasstroms. Je nach Ausrüstung der Gasfördereinrichtung kann es dabei zu Druckstößen kommen, die in der dem Befeuchter vorgeschalteten Filteranordnung gedämpft werden. Als Gasfördereinrichtungen werden häufig Membranpumpen eingesetzt, da bei dieser das zu fördernde Medium vollständig gekapselt ist. Allerdings treten bei einer Membranpumpe Druckpulsationen auf, die in der Filteranordnung gedämpft werden, so dass der Befeuchter gleichmäßig angeströmt wird und dadurch einen optimalen Wirkungsgrad erreicht und gut regelbar ist.Of the Arrangement may be a gas conveyor be upstream. By means of the gas conveyor takes place a pressure increase and a promotion of the Gas flow. Depending on the equipment the gas conveyor it can come to pressure surges, the be attenuated in the humidifier upstream filter assembly. As gas conveying equipment become common Diaphragm pumps used, since in this the medium to be pumped completely encapsulated is. However, pressure pulsations occur in a diaphragm pump, which damped in the filter assembly so that the humidifier is flown evenly and thus optimum efficiency achieved and is well regulated.

Der Luftfördereinrichtung kann ein Vorfilter vorgeschaltet sein. Der Vorfilter verhindert das Eindringen von Partikeln in die Gasfördereinrichtung und die Anordnung und somit einen vorzeitigen Verschleiß.Of the Air conveyor can be preceded by a pre-filter. The pre-filter prevents the penetration of particles into the gas conveyor and the arrangement and thus premature wear.

Der Luftfördereinrichtung kann ein Schalldämpfer vorgeschaltet sein. Durch den Schalldämpfer werden Lärmemissionen, die insbesondere durch die Gasfördereinrichtung verursacht werden, verhindert.Of the Air conveyor can be a silencer be upstream. The muffler causes noise emissions, in particular by the gas delivery device caused prevented.

Das Reaktionsgas kann das Kathodengas der Brennstoffzelle bilden. An die Kathode wird das sauerstoffhaltige Medium, bei PEM-Brennstoffzellen beispielsweise Umgebungsluft, geführt. Das Zuführen von Wasser auf die Kathodenseite weist zwar nicht die Effektivität wie beim Zuführen auf die Anodenseite auf, ist aber technisch einfacher, da die Kathodenabluft gefahrlos zur Befeuchtung genutzt werden kann.The Reaction gas may form the cathode gas of the fuel cell. At the cathode becomes the oxygen-containing medium, for example in PEM fuel cells Ambient air, guided. The feeding of water on the cathode side does not have the effectiveness as in the case of Respectively on the anode side, but is technically easier because the cathode exhaust can be safely used for humidification.

Das Reaktionsgas kann das Anodengas der Brennstoffzelle bilden. An die Anode wird der Brennstoff, meist Wasserstoff, geführt. Bei PEM-Brennstoffzellen kann es erforderlich sein, die Anodenseite zu befeuchten, da eine Austrocknung zu erhöhten Widerstand der Membran und damit zu einem Leistungsabfall führt. Allerdings ist hierbei sicher zu stellen, dass kein Sauerstoff in das Reaktionsgas übertritt, da der Sauerstoff dann ungesteuert mit dem Wasserstoff in einer Knallgas-Reaktion reagieren kann, die zu einer Zerstörung der Brennstoffzelle führt.The Reaction gas may form the anode gas of the fuel cell. To the Anode is the fuel, usually hydrogen, out. at PEM fuel cells It may be necessary to moisten the anode side, as a Dehydration to increased resistance the membrane and thus leads to a loss of performance. However, this is here to ensure that no oxygen passes into the reaction gas, because the oxygen is then uncontrolled with the hydrogen in one Oxygen gas reaction can react, which leads to the destruction of the Fuel cell leads.

Die Filteranordnung kann eine Sensoreinrichtung umfassen. Mittels der Filteranordnung kann der Zustand der Filteranordnung überwacht werden und die gemessenen Parameter können einer Auswerteeinheit zur Regelung des Befeuchters oder der Brennstoffzelle zur Verfügung gestellt werden. Dabei können in einer Sensoreinrichtung insbesondere die Temperatur, die Feuchtigkeit und die Strömungsgeschwindigkeit des durchströmenden Fluids gemessen werden. Mittels dieser Parameter kann beispielsweise eine nachlassende Filterleistung der Filteranordnung und damit ein erforderlicher Austausch der Filteranordnung signalisiert werden.The Filter assembly may include a sensor device. By means of Filter arrangement monitors the state of the filter assembly and the measured parameters can be an evaluation unit provided for controlling the humidifier or the fuel cell become. It can in a sensor device, in particular the temperature, the humidity and the flow velocity the flowing through Fluids are measured. By means of these parameters, for example a decreasing filter performance of the filter assembly and thus a required replacement of the filter assembly are signaled.

Kurzbeschreibung der ZeichnungenSummary the drawings

Einige Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Anordnung werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Diese zeigen, jeweils schematisch:Some embodiments the inventive arrangement will be explained in more detail with reference to FIGS. These show, in each case schematically:

1 die erfindungsgemäße Anordnung zur Befeuchtung des Kathodengases; 1 the arrangement according to the invention for moistening the cathode gas;

2 eine Anordnung mit einer zusätzlichen Filteranordnung zur Reinigung des Kathodenabgases; 2 an arrangement with an additional filter arrangement for cleaning the cathode exhaust gas;

3 eine Anordnung mit einem Vorfilter und einem vorgeschalteten Schalldämpfer; 3 an arrangement with a pre-filter and an upstream silencer;

4 eine Anordnung zur Befeuchtung des Kathodengases; 4 an arrangement for moistening the cathode gas;

5 eine Anordnung als vormontierbare Einheit in einem Gehäuse. 5 an arrangement as a preassembled unit in a housing.

Ausführung der ErfindungExecution of the invention

1 zeigt eine Anordnung 1 zur Versorgung einer Brennstoffzelle 2 mit aufbereitetem Reaktionsgas 3. Das Reaktionsgas 3 ist in dieser Ausführung Umgebungsluft, welche auf der Kathodenseite der Brennstoffzelle 2 zugeführt wird. Die Anordnung 1 besteht aus einem als Membranbefeuchter ausgebildeten Befeuchter 4 mit einem ersten Eingang 5 und einem zweiten Eingang 6. In den ersten Eingang 5 wird das zu befeuchtende Reaktionsgas 3 und in den zweiten Eingang 6 wird der Feuchteträger 7 in den Befeuchter 4 eingeleitet. Der Feuchteträger 7 ist durch die wasserhaltige Kathodenabluft gebildet. Dem ersten Eingang 5 ist in dieser Ausführung eine Filteranordnung 8 vorgeschaltet. Die Filteranordnung 8 ist als Partikelfilter ausgebildet und besteht aus einem flächig ausgebildeten Vliesstoff. Die Filteranordnung 8 weist zusätzlich zu der Vliesstofflage einen chemischen Filter 9 auf, der durch eine Aktivkohleschicht 10 gebildet ist. Des Weiteren weist die Filteranordnung einen Feinfilter 11 auf, der durch ein elektrostatisch wirksames Filtermaterial 12 gebildet ist. Der Anordnung 1 ist eine Gasfördereinrichtung 15 vorgeschaltet, die als Membranpumpe ausgebildet ist. 1 shows an arrangement 1 to supply a fuel cell 2 with treated reaction gas 3 , The reaction gas 3 is in this embodiment ambient air, which on the cathode side of the fuel cell 2 is supplied. The order 1 consists of a humidifier designed as a membrane humidifier 4 with a first entrance 5 and a second entrance 6 , In the first entrance 5 becomes the reaction gas to be humidified 3 and in the second entrance 6 becomes the moisture carrier 7 in the humidifier 4 initiated. The moisture carrier 7 is formed by the water-containing cathode exhaust air. The first entrance 5 In this embodiment, a filter arrangement 8th upstream. The filter arrangement 8th is designed as a particle filter and consists of a sheet-formed nonwoven fabric. The filter arrangement 8th has a chemical filter in addition to the nonwoven layer 9 put on by an activated carbon layer 10 is formed. Furthermore, the filter arrangement has a fine filter 11 on, by an electrostatically active filter material 12 is formed. The arrangement 1 is a gas conveyor 15 upstream, which is designed as a diaphragm pump.

Die Anordnung 1 gemäß 2 entspricht der Anordnung 1 aus 1, wobei in dieser Ausführung dem zweiten Eingang 6 eine zusätzliche Filteranordnung 8 vorgeschaltet ist. Durch die zusätzliche Filteranordnung wird das Kathodenabgas gereinigt, welches den Feuchteträger 7 bildet.The order 1 according to 2 corresponds to the arrangement 1 out 1 In this embodiment, the second input 6 an additional filter arrangement 8th upstream. The additional filter arrangement, the cathode exhaust gas is cleaned, which is the moisture carrier 7 forms.

3 zeigt eine Anordnung 1 gemäß 2, wobei der Gasfördereinrichtung 15 ein Vorfilter 16 vorgeschaltet ist, der mit einem Schalldämpfer 17 kombiniert ist. Diese Anordnung ist aufgrund des geringen Platzbedarfs insbesondere für mobile Anwendungen geeignet. 3 shows an arrangement 1 according to 2 , wherein the gas conveying device 15 a pre-filter 16 upstream, with a silencer 17 combined. This arrangement is particularly suitable for mobile applications due to the small footprint.

4 zeigt eine Anordnung 1 zur Versorgung einer Brennstoffzelle 2 mit aufbereitetem Reaktionsgas 3. Das Reaktionsgas 3 ist in dieser Ausführung Wasserstoff, der auf der Anodenseite der Brennstoffzelle 2 zugeführt wird. Die Anordnung 1 besteht aus einem als Membranbefeuchter ausgebildeten Befeuchter 4 mit einem ersten Eingang 5 und einem zweiten Eingang 6. In den ersten Eingang 5 wird das zu befeuchtende Reaktionsgas 3 und in den zweiten Eingang 6 wird der Feuchteträger 7 in den Befeuchter 4 eingeleitet. Der Feuchteträger 7 ist durch die wasserhaltige Kathodenabluft gebildet. Dem zweiten Eingang 6 ist in dieser Ausführung eine Filteranordnung 8 vorgeschaltet. 4 shows an arrangement 1 to supply a fuel cell 2 with treated reaction gas 3 , The reaction gas 3 In this embodiment, hydrogen is on the anode side of the fuel cell 2 is supplied. The order 1 consists of a humidifier designed as a membrane humidifier 4 with a first entrance 5 and a second entrance 6 , In the first entrance 5 becomes the reaction gas to be humidified 3 and in the second entrance 6 becomes the moisture carrier 7 in the humidifier 4 initiated. The moisture carrier 7 is formed by the water-containing cathode exhaust air. The second entrance 6 In this embodiment, a filter arrangement 8th upstream.

5 zeigt eine Anordnung 1, die als vormontierbare Einheit ausgebildet ist. Dabei sind die Filteranordnung 8 und der Befeuchter 4 in einem Gehäuse 14 angeordnet. Die Filteranordnung 8 umfasst einen Vorfilter 15 und einen Partikelfilter 16 der als Faltenfilter ausgebildet ist. Dem Partikelfilter 16 ist ein chemischer Filter 9 nachgeschaltet, der durch eine Aktivkohleschicht gebildet ist. Dem chemischen Filter 9 nachgeschaltet ist eine elektrostatisch wirksame Filterschicht 12, die einen Feinfilter 11 bildet. Stromabwärts der Filteranordnung 8 ist eine Sensoreinrichtung 18 angeordnet. Der Befeuchter 4 ist als Membranbefeuchter ausgebildet, wobei in dem Befeuchter 4 eine Vielzahl wasserdurchlässiger Hohlfasern sind. Diese Anordnung 1 fungiert auch als Schalldämpfer. 5 shows an arrangement 1 , which is designed as a preassembled unit. Here are the filter arrangement 8th and the humidifier 4 in a housing 14 arranged. The filter arrangement 8th includes a pre-filter 15 and a particle filter 16 which is designed as a folded filter. The particle filter 16 is a chemical filter 9 downstream, which is formed by an activated carbon layer. The chemical filter 9 downstream is an electrostatically active filter layer 12 that have a fine filter 11 forms. Downstream of the filter assembly 8th is a sensor device 18 arranged. The humidifier 4 is designed as a membrane humidifier, wherein in the humidifier 4 a variety of water-permeable hollow fibers. This arrangement 1 also acts as a silencer.

Claims

Arrangement ( 1 ) for supplying a fuel cell ( 2 ) with treated reaction gas ( 3 ), comprising a humidifier ( 4 ) with a first input ( 5 ) for the reaction gas to be humidified ( 3 ) and a second input ( 6 ) for the moisture carrier ( 7 ), characterized in that the first A corridor ( 5 ) and / or the second input ( 6 ) a filter arrangement ( 8th ) is connected upstream.

Arrangement according to claim 1, characterized in that the filter arrangement ( 8th ) comprises a particulate filter.

Arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the filter arrangement ( 8th ) a chemical filter ( 9 ).

Arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that the filter arrangement ( 8th ) an activated carbon layer ( 10 ).

Arrangement according to one of claims 1 to 4, characterized in that the filter arrangement ( 8th ) a fine filter ( 11 ).

Arrangement according to claim 5, characterized in that the filter arrangement ( 8th ) an electrostatically active filter layer ( 12 ).

Arrangement according to one of claims 1 to 6, characterized in that the humidifier ( 4 ) is designed as a membrane humidifier.

Arrangement according to claim 7, characterized in that the humidifier ( 4 ) Hollow fibers ( 13 ).

Arrangement according to one of claims 1 to 8, characterized in that the arrangement ( 1 ) forms a preassemblable unit.

Arrangement according to one of claims 1 to 9, characterized in that the arrangement ( 1 ) in a housing ( 14 ) is arranged.

Arrangement according to one of claims 1 to 10, characterized in that the arrangement ( 1 ) a gas conveying device ( 15 ) is connected upstream.

Arrangement according to claim 11, characterized in that the gas delivery device ( 15 ) a prefilter ( 16 ) is connected upstream.

Arrangement according to claim 11 or 12, characterized in that the gas conveying device ( 15 ) a silencer ( 17 ) is connected upstream.

Arrangement according to one of claims 1 to 13, characterized in that the reaction gas ( 3 ) the cathode gas of the fuel cell ( 2 ).

Arrangement according to one of claims 1 to 13, characterized in that the reaction gas ( 3 ) the anode gas of the fuel cell ( 2 ).

Arrangement according to one of claims 1 to 15, characterized in that the filter arrangement ( 8th ) a sensor device ( 18 ).