DE102006004512A1 - Fuel cell system and method for operating the same - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Brennstoffzellensystem sowie ein Verfahren zum Betreiben eines Brennstoffzellensystems. Durch eine Rotation mindestens einer Brennstoffzelle kann die Zentrifugalkraft genutzt werden, um Betriebsstoffe in der Brennstoffzelle zu verteilen. Dadurch wird der Betrieb des Brennstoffzellensystems lageunabhängig. Sofern zur Kondensation von Kathodenabgas ein Wärmetauscher vorhanden ist, kann auch dieser rotiert werden, was die Abfuhr des Kondensats ebenfalls lageunabhängig macht. Die Brennstoffzelle, der Wärmetauscher sowie die Vorrichtungen zur Zuführung von Brennstoff und Oxidationsmittel können durch ein und dieselbe Antriebsquelle angetrieben werden. Dies spart insbesondere bei kleinen Brennstoffzellensystemen für mobile Anwendungen sehr viel Einbauraum und vermeidet zugleich den parasitären Energieverbrauch mehrerer zusätzlicher Antriebsquellen.The invention relates to a fuel cell system and a method for operating a fuel cell system. By rotating at least one fuel cell, the centrifugal force can be used to distribute operating materials in the fuel cell. This makes the operation of the fuel cell system independent of position. If a heat exchanger is available for the condensation of cathode exhaust gas, this can also be rotated, which also makes the removal of the condensate independent of the position. The fuel cell, the heat exchanger and the devices for supplying fuel and oxidizing agent can be driven by one and the same drive source. This saves a lot of installation space, especially in the case of small fuel cell systems for mobile applications, and at the same time avoids the parasitic energy consumption of several additional drive sources.

Description

Die Erfindung betrifft ein Brennstoffzellensystem sowie ein Verfahren zum Betreiben eines Brennstoffzellensystems.The The invention relates to a fuel cell system and a method for operating a fuel cell system.

Stand der Technikwas standing of the technique

Eine Brennstoffzelle umfasst eine Anode in einem Anodenraum, eine Kathode in einem Kathodenraum und einen Elektrolyten, der den Anodenraum gasdicht vom Kathodenraum trennt. Im Anodenraum wird ein Brennstoff, wie beispielsweise Wasserstoff oder Methanol, zugeführt. Im Kathodenraum wird ein Oxidationsmittel, wie beispielsweise Luft oder reiner Sauerstoff, zugeführt. Je nach Bauweise der Brennstoffzelle werden durch den Elektrolyten entweder Protonen vom Anoden- in den Kathodenraum oder Sauerstoffionen vom Kathoden- in den Anodenraum geleitet. In beiden Fällen werden im Anodenraum Sauerstoffionen zur Verfügung gestellt, mit denen der Brennstoff oxidiert wird. Dabei werden Elektronen produziert, die einen externen elektrischen Verbraucher speisen können. Somit wird die chemische Energie des Brennstoffs direkt in elektrische Energie umgewandelt.A Fuel cell includes an anode in an anode compartment, a cathode in a cathode compartment and an electrolyte containing the anode compartment gas-tight from the cathode compartment separates. In the anode compartment becomes a fuel, such as hydrogen or methanol supplied. in the The cathode compartment becomes an oxidizing agent, such as air or pure oxygen supplied. Depending on the design of the fuel cell are by the electrolyte either protons from the anode to the cathode compartment or oxygen ions passed from the cathode to the anode compartment. In both cases will be provided in the anode compartment oxygen ions, with which the Fuel is oxidized. This produces electrons that can feed an external electrical load. Consequently The chemical energy of the fuel is converted directly into electrical energy Energy converted.

Brennstoffzellen mit einem Protonen leitenden Elektrolyten benötigen im Anodenraum zusätzlich zum Brennstoff auch Wasser, damit die Reaktion ablaufen kann. Sofern die Zelle mit einem wasserstoffhaltigen Brennstoff betrieben wird, wird auf der Anodenseite selbst Wasser erzeugt. Durch den Elektrolyten diffundiert neben den Protonen jedoch systembedingt in der Regel so viel Wasser vom Anoden- in den Kathodenraum, dass das eigenproduzierte Wasser den Bedarf der Zelle häufig nicht decken kann. Daher wird vorgeschlagen, das durch den Elektrolyten diffundierte Wasser zurück zu gewinnen. Dazu kann das Abgas der Kathode, das unter Anderem auch das diffundierte Wasser enthält, in einem nachgeschalteten Wärmetauscher auskondensiert werden. Das kondensierte Wasser wird anschließend in den Anodenraum zurück gefördert.fuel cells with a proton-conducting electrolyte need in addition to the anode compartment Fuel also water so that the reaction can proceed. Provided the cell is operated with a hydrogen-containing fuel, Water is generated on the anode side itself. Through the electrolyte however diffuses in addition to the protons systemic usually so much water from the anode to the cathode compartment that the self-produced water the need of the cell frequently can not cover. Therefore, it is proposed that by the electrolyte diffused water back to win. For this purpose, the exhaust gas of the cathode, among other things also contains the diffused water, in a downstream heat exchangers be condensed out. The condensed water is then in the anode space back promoted.

Da eine einzelne Brennstoffzelle nur eine sehr geringe Spannung liefert, wird für technische Anwendungen in der Regel eine Vielzahl von Zellen zu einem Brennstoffzellenstapel zusammengeschaltet.There a single fuel cell delivers only a very low voltage, is for Technical applications usually use a variety of cells too a fuel cell stack interconnected.

In einem Brennstoffzellensystem, das eine Brennstoffzelle oder einen Brennstoffzellenstapel und gegebenenfalls einen Wärmetauscher umfasst, kann der Transport der Betriebsstoffe problematisch werden. Zum Teil wird dieser Transport durch die Schwerkraft bewirkt, so dass das Brennstoffzellensystem nur in bestimmten Orientierungen relativ zum Schwerefeld der Erde betrieben werden kann. Zusätzlich ist in der Regel eine Vielzahl parasitärer Komponenten, wie beispielsweise Pumpen und Lüfter, für den Transport von Betriebsstoffen notwendig. Diese Komponenten verbrauchen einen Teil der im System erzeugten elektrischen Energie und benötigen sehr viel Einbauraum. Zugleich müssen diese Komponenten in Abhängigkeit von der dem Brennstoffzellenstapel entnommenen elektrischen Leistung getrennt voneinander angesteuert werden. Dies erfordert häufig eine aufwän dige Steuereinrichtung, die weiteres Bauvolumen und weitere Energie kostet.In a fuel cell system having a fuel cell or a Fuel cell stack and optionally a heat exchanger covers, the transport of the operating materials can be problematic. In part, this transport is effected by gravity, so that the fuel cell system only in certain orientations can be operated relative to the gravitational field of the earth. In addition is usually a variety of parasitic components, such as Pumps and fans, for the Transport of supplies necessary. These components consume a part of the electrical energy generated in the system and need a lot a lot of installation space. At the same time these components in dependence from the electric power taken from the fuel cell stack be controlled separately from each other. This often requires one elaborate Control device that costs further construction volume and further energy.

Aufgabe und Lösungtask and solution

Aufgabe der Erfindung ist daher, ein Brennstoffzellensystem zur Verfügung zu stellen, das zumindest in zwei Ebenen beweglich einsetzbar ist und zudem kompakter zu bauen ist als nach dem Stand der Technik. Aufgabe der Erfindung ist außerdem, ein Verfahren zum Betreiben eines Brennstoffzellensystems zur Verfügung zu stellen, das bei jeder Orientierung des Brennstoffzellensystems relativ zum Schwerefeld der Erde anwendbar ist und eine gegenüber dem Stand der Technik vorteilhafte Gesamtenergiebilanz aufweist.task The invention therefore provides a fuel cell system provide, which is movable at least in two levels and also To build more compact than the prior art. Task of Invention is also a method of operating a fuel cell system is available put that at every orientation of the fuel cell system is applicable relative to the gravitational field of the earth and one opposite to the The prior art has advantageous overall energy balance.

Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß gelöst durch ein Brennstoffzellensystem gemäß Hauptanspruch sowie durch ein Verfahren gemäß Nebenanspruch. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich jeweils aus den darauf rückbezogenen Unteransprüchen.These Tasks are achieved by a fuel cell system according to the main claim and by a method according to the independent claim. Further advantageous embodiments will be apparent from the respective referred to Dependent claims.

Gegenstand der Erfindungobject the invention

Im Rahmen der Erfindung wurde ein Brennstoffzellensystem entwickelt, das eine oder mehrere Brennstoffzellen umfasst. Darin sind Komponenten der Brennstoffzelle oder die gesamte Brennstoffzelle auf einer drehbaren Welle angeordnet. Es wurde erkannt, dass dadurch unterschiedliche Kräfte genutzt werden können, um die Betriebsstoffe des Systems in jeweils für den Betrieb vorteilhafter Weise im System zu verteilen. Eine Möglichkeit besteht darin, die Zentrifugalkraft, die bei einer Rotation der Welle auftritt, zum Transport zu nutzen. Durch Rotation der Welle kann die Zelle aber auch durch einen ruhenden Betriebsstoffvorrat bewegt werden. Der Betriebsstoff verteilt sich dann schwerkraftbedingt gleichmäßig in allen Zellabschnitten. Auch der bei konventionellen Zellen feststehende Strömungsverteiler kann auf der drehbaren Welle angeordnet sein, damit die bei einer Drehung der Welle auftretende Zentrifugalkraft zur treibenden Kraft für die durch ihn verteilten Betriebsmittel wird.in the Within the scope of the invention, a fuel cell system has been developed, comprising one or more fuel cells. In it are components of Fuel cell or the entire fuel cell on a rotatable Wave arranged. It has been recognized that this is different personnel can be used to the operating fluids of the system in each case for the operation more advantageous Way in the system. One possibility is to use the centrifugal force, which occurs during rotation of the shaft, to use for transport. By rotating the shaft, the cell but also by a dormant fuel supply to be moved. The fuel is then distributed by gravity even in all Cell sections. The same with conventional cells flow distributor can be arranged on the rotatable shaft, so that during a rotation the shaft occurring centrifugal force to the driving force for by he will be distributed resources.

Unter Betriebsstoffen im Sinne dieser Erfindung sind Oxidationsmittel, Brennstoffe, Wasser sowie weitere Reaktionsprodukte einer Brennstoffzelle, wie etwa Kohlenmonoxid oder Kohlendioxid, zu verstehen.Under Operating materials in the context of this invention are oxidizing agents, Fuels, water and other reaction products of a fuel cell, such as about carbon monoxide or carbon dioxide, to understand.

Das erfindungsgemäße Brennstoffzellensystem weist somit Mittel für einen Transport der Betriebsstoffe auf, die von der Orientierung des Systems relativ zum Schwerefeld der Erde unabhängig einsetzbar sind. Dies ist eine wesentliche Voraussetzung insbesondere für die mobile Einsetzbarkeit des Brennstoffzellensystems, wie etwa in Fahrzeugen, Mobiltelefonen oder Laptops. Zugleich wirken die erfindungsgemäßen Mittel unter Einsatz nur einer Antriebsquelle für die Welle auf den Transport mehrerer Betriebsstoffe. Beispielsweise lassen sich gleichzeitig Brennstoff im Anodenraum und Oxidationsmittel im Kathodenraum verteilen. Nach dem Stand der Technik waren hierfür zwei getrennte Vorrichtungen erforderlich, da Brennstoff und Oxidationsmittel nicht unkontrolliert durchmischt werden dürfen. Durch die erfindungsgemäße Vereinfachung wird es möglich, das Brennstoffzellensystem wesentlich kompakter zu bauen und damit die Leistungsdichte pro Einheit Bauvolumen zu erhöhen.The Fuel cell system according to the invention thus has funds for a transport of the consumables on the basis of the orientation the system can be used independently relative to the gravitational field of the earth are. This is an essential requirement especially for the mobile Applicability of the fuel cell system, such as in vehicles, cell phones or laptops. At the same time agents of the invention act using only a drive source for the wave on the transport of multiple supplies. For example can be simultaneously fuel in the anode compartment and oxidant in the Distribute cathode compartment. In the prior art, these were two separate Devices required because fuel and oxidant do not go unchecked may be mixed. Due to the simplification of the invention is it possible that Fuel cell system to build much more compact and thus the Power density per unit building volume increase.

Vorteilhaft ist mindestens eine Brennstoffzelle rotationssymmetrisch aufgebaut. Eine solche Brennstoffzelle lässt sich durch eine Drehung der Welle in Rotation versetzen, ohne dass dabei die Lager der Welle mit Zentrifugalkräften belastet werden.Advantageous At least one fuel cell is rotationally symmetrical. Such a fuel cell leaves to rotate by rotation of the shaft without while the bearings of the shaft are loaded with centrifugal forces.

Vorteilhaft ist die Welle senkrecht zur Zellebene der Brennstoffzelle angeordnet. Dadurch wirkt die Zentrifugalkraft in Richtung der Zellebene. Die Betriebsmittel werden, sofern sie achsnah eingeleitet werden, somit in der Zellebene verteilt und nicht gegen den Elektrolyten gedrückt. Bei Brennstoffzellen mit einem Protonen leitenden Elektrolyten wird der unerwünschte Übertrag von Wasser aus dem Anodenraum in den Kathodenraum somit nicht weiter begünstigt.Advantageous the shaft is arranged perpendicular to the cell plane of the fuel cell. As a result, the centrifugal force acts in the direction of the cell level. The resources If they are initiated close to the axis, they are thus in the cellular level distributed and not pressed against the electrolyte. For fuel cells with a proton-conducting electrolyte becomes the unwanted carry from water from the anode compartment into the cathode compartment thus not further favored.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das Brennstoffzellensystem eine Vorrichtung zur Förderung eines Oxidationsmittels auf, deren einzige Energiequelle eine Drehung der Welle ist. Dabei kann es sich beispielsweise um ein Gebläse zum Ansaugen von Luft handeln. Diese Anordnung hat den Vorteil, dass mit nur einer Antriebsquelle sowohl die Betriebsstoffe in der Zelle verteilt als auch das Oxidationsmittel zugeführt werden können. Eine solche Anordnung ist sehr kompakt zu bauen und zudem reparaturfreundlich, da nur die eine Antriebsquelle ausfallgefährdet ist.In an advantageous embodiment of the invention, the fuel cell system a device for promotion an oxidizing agent whose only source of energy is rotation the wave is. This may, for example, a fan for suction to act by air. This arrangement has the advantage that with only a drive source distributes both the operating materials in the cell as well as the oxidizing agent can be supplied. A Such arrangement is very compact to build and also easy to repair, because only one drive source is at risk of failure.

Vorteilhaft ist zwischen der Welle und der Vorrichtung zur Förderung des Oxidationsmittels eine Drehzahlübersetzung vorgesehen. Wird die Verteilung der Betriebs mittel intensiviert, indem die Drehzahl der Welle erhöht wird, wird somit im richtigen Verhältnis mehr Oxidationsmittel zugeführt. Das Übersetzungsverhältnis hängt von Geometrie, Leistung und Anzahl der Brennstoffzellen im System ab und kann durch den Fachmann problemlos ermittelt werden.Advantageous is between the shaft and the device for promoting the oxidizing agent a speed ratio intended. If the distribution of resources is intensified, by increasing the speed of the shaft is, is thus in the right proportion more oxidizing agent fed. The gear ratio depends on Geometry, performance and number of fuel cells in the system off and on can be easily determined by the person skilled in the art.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das Brennstoffzellensystem eine Vorrichtung zur Förderung eines Brennstoffs auf, deren einzige Energiequelle eine Drehung der Welle ist. Dabei kann es sich beispielsweise um eine Pumpe zur Förderung eines flüssigen Brennstoffs, wie etwa Methanol, handeln. Diese Anordnung hat den Vorteil, dass mit nur einer Antriebsquelle sowohl die Betriebsstoffe in der Zelle verteilt als auch der Brennstoff zugeführt werden können. Eine solche Anordnung ist sehr kompakt zu bauen und zudem reparaturfreundlich, da nur die eine Antriebsquelle ausfallgefährdet ist.In a further advantageous embodiment of the invention, the Fuel cell system, a device for conveying a fuel, whose only source of energy is rotation of the shaft. It can it is, for example, a pump for delivering a liquid fuel, such as methanol. This arrangement has the advantage that with only one drive source both the operating materials in the cell distributed as well as the fuel can be supplied. A Such arrangement is very compact to build and also easy to repair, because only one drive source is at risk of failure.

Vorteilhaft ist zwischen der Welle und der Vorrichtung zur Förderung des Brennstoffs eine Drehzahlübersetzung vorgesehen. Wird die Verteilung der Betriebsmittel intensiviert, indem die Drehzahl der Welle erhöht wird, wird somit im richtigen Verhältnis mehr Brennstoff zugeführt. Das Übersetzungsverhältnis hängt von Geometrie, Leistung und Anzahl der Brennstoffzellen im System ab und kann durch den Fachmann problemlos ermittelt werden.Advantageous is a speed ratio between the shaft and the device for conveying the fuel intended. If the distribution of resources is intensified, by increasing the speed of the shaft is, is thus supplied in the correct ratio more fuel. The gear ratio depends on Geometry, power and number of fuel cells in the system and can be readily determined by one skilled in the art.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das System einen drehbar gelagerten Wärmetauscher zur Kondensation von Kathodenabgas auf.In a further advantageous embodiment of the invention, the System a rotatably mounted heat exchanger for condensation from cathode exhaust gas.

Wird der Wärmetauscher gedreht, sammelt sich das Kondensat unabhängig von der Orientierung des Systems relativ zum Schwerefeld der Erde an einer vorbestimmten Stelle. Somit lässt sich auch ein Brennstoffzellensystem mit einem Wärmetauscher lageunabhängig betreiben. Die Vorrichtungen zur Abfuhr des Kondensats können an der vorbestimmten Stelle fest angeordnet sein und brauchen nicht drehbar zu sein. Beispielsweise lassen sich die Kondensattropfen durch ein an der vorbestimmten Stelle befindliches Loch in einem zur Drehachse des Wärmetauschers exzentrisch angeordneten Blech zum Kondensatauslass am äußeren Rand des Wärmetauschers abführen. Von dort kann es mit einer Pumpe abgesaugt und der Anode wieder zugeführt werden.Becomes the heat exchanger rotated, the condensate collects independently of the orientation of the Systems relative to the gravitational field of the earth at a predetermined Job. Thus lets Also operate a fuel cell system with a heat exchanger position independent. The devices for removing the condensate can at the predetermined location be fixed and do not need to be rotatable. For example let the condensate drops through a at the predetermined Location located hole in a to the axis of rotation of the heat exchanger eccentrically arranged sheet to the condensate outlet at the outer edge of the heat exchanger dissipate. From there it can be sucked off with a pump and the anode again supplied become.

Vorteilhaft ist der Wärmetauscher so ausgestaltet, dass seine einzige Quelle für Rotationsenergie eine Drehung der Welle ist. Diese Anordnung hat den Vorteil, dass mit nur einer Antriebsquelle sowohl die Betriebsstoffe in der Zelle verteilt als auch das Kondensat gesammelt werden können. Eine solche Anordnung ist sehr kompakt zu bauen und zudem reparaturfreundlich, da nur die eine Antriebsquelle ausfallgefährdet ist.Advantageous is the heat exchanger designed so that its only source of rotational energy is a rotation the wave is. This arrangement has the advantage that with only one Power source both the supplies distributed in the cell as also the condensate can be collected. Such an arrangement is very compact to build and also easy to repair because only the one drive source is at risk of failure.

Vorteilhaft ist der Wärmetauscher auf der gleichen Welle wie die Brennstoffzelle angeordnet. Wird die Verteilung der Betriebsmittel intensiviert, indem die Drehzahl der Welle erhöht wird, wird somit automatisch mehr Kondensat abgeführt. Die Anordnung auf der gleichen Welle spart zudem Einbauraum.Advantageously, the heat exchanger is arranged on the same shaft as the fuel cell. If the distribution of resources is intensified, in the speed of the shaft is increased, thus more condensate is automatically removed. The arrangement on the same shaft also saves installation space.

Alternativ ist zwischen der Welle und dem Wärmetauscher eine Drehzahlübersetzung vorgesehen. Durch das Über setzungsverhältnis kann ein proportionales Verhältnis der Kondensatproduktion zum Angebot an Betriebsmitteln berücksichtigt werden. Das für eine konkrete Anordnung erforderliche Übersetzungsverhältnis hängt von Geometrie, Leistung und Anzahl der Brennstoffzellen im System ab und kann durch den Fachmann problemlos ermittelt werden.alternative is between the shaft and the heat exchanger a speed ratio intended. Through the translation ratio can a proportional ratio considered the condensate production to the supply of resources become. That for a concrete arrangement required gear ratio depends on Geometry, power and number of fuel cells in the system and can be readily determined by one skilled in the art.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das Brennstoffzellensystem ein zur Welle axial angeordnetes Brennstoffreservoir auf. Da die Zentrifugalkraft von der Welle radial nach außen wirkt, gewährleistet eine solche Anordnung, dass die Zufuhr des Brennstoffs zum Gesamtsystem durch die Zentrifugalkraft nicht behindert wird. Zudem benötigt diese Anordnung besonders wenig Einbauraum.In a particularly advantageous embodiment of the invention the fuel cell system on a shaft axially arranged fuel reservoir. Because the centrifugal force acts radially outward from the shaft, guaranteed such an arrangement that the supply of the fuel to the overall system by the centrifugal force is not hindered. In addition, this requires Arrangement very little installation space.

Erfindungsgemäß lässt sich insbesondere ein Brennstoffzellensystem realisieren, das eine elektrische Leistung von mindestens 20 Watt bei einem Bauvolumen von höchstens 0,7 Litern aufweist. Diese Spezifikationen werden typischerweise für den Ersatz von Akkumulatoren in kleinen portablen Anwendungen, wie zum Beispiel Notebooks, gefordert.According to the invention can be In particular, realize a fuel cell system that has an electric Power of at least 20 watts with a maximum construction volume 0.7 liters. These specifications are typically for the Replacement of batteries in small portable applications, such as Example notebooks, required.

Vorteilhaft weist das Brennstoffzellensystem eine achsnahe Zuführung für ein Betriebsmittel auf. Da in diesem Bereich die Zentrifugalkräfte geringer sind als im Randbereich, kann hierdurch eine ungewollte Rückströmung verhindert werden.Advantageous the fuel cell system has a near-axis supply for a resource on. Since in this area the centrifugal forces are lower than in the edge area, This can prevent unwanted backflow become.

Im Rahmen der Erfindung wurde ein Verfahren zum Betreiben eines Brennstoffzellensystems, welches eine oder mehrere Brennstoffzellen umfasst, gefunden. Dabei wird mindestens eine Brennstoffzelle des Systems rotiert. Es wurde erkannt, dass dadurch die Zentrifugalkraft genutzt werden kann, um Betriebsmittel innerhalb des Brennstoffzellensystems zu transportieren. Dadurch kann das Brennstoffzellensystem mit dem erfindungsgemäßen Verfahren unabhängig von der Orientierung des Systems relativ zum Schwerefeld der Erde betrieben werden. Mit dem Verfahren lassen sich Brennstoffzellensysteme also auch in mobilen Anwendungen, wie etwa in Fahrzeugen, Mobiltelefonen oder Laptops, betreiben. Für derartige Anwendungen ist ein lageunabhängiger Betrieb Voraussetzung.in the The scope of the invention has been a method for operating a fuel cell system, which one or more fuel cells, found. It will at least one fuel cell of the system is rotating. It was recognized that thereby the centrifugal force can be used to resources within the fuel cell system. Thereby can the fuel cell system with the inventive method independent of operated the orientation of the system relative to the gravitational field of the earth become. With this method, fuel cell systems can be used also in mobile applications, such as in vehicles, mobile phones or laptops. For Such applications require a position-independent operation.

Zugleich kann die Rotation der Brennstoffzelle den Transport mehrerer Betriebsstoffe gleichzeitig treiben. Beispielsweise kann durch die Rotation gleichzeitig Brennstoff im Anodenraum und Oxidationsmittel im Kathodenraum verteilt werden. Diese Rotation erfordert vorteilhaft nur eine Antriebsquelle. Nach dem Stand der Technik waren für den Transport von Brennstoff und Oxidationsmittel zwei getrennte Vorrichtungen und damit auch zwei Antriebsquellen erforderlich, da Brennstoff und Oxidationsmittel nicht unkontrolliert durchmischt werden dürfen. Brennstoffzellensysteme, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren betrieben werden, können wesentlich kompakter gebaut werden und weisen daher eine höhere Leistungsdichte pro Einheit Bauvolumen auf.at the same time The rotation of the fuel cell can transport multiple supplies drive at the same time. For example, by the rotation at the same time Fuel in the anode compartment and oxidant distributed in the cathode compartment become. This rotation advantageously requires only one drive source. To the state of the art were for the transport of fuel and oxidant two separate devices and thus also requires two sources of power, as fuel and oxidizing agents must not be mixed uncontrolled. Fuel cell systems those according to the inventive method can be operated be built much more compact and therefore have a higher power density per unit construction volume.

Die notwendige Winkelgeschwindigkeit der Brennstoffzelle hängt von Geometrie, Leistung und Anzahl der Brennstoffzellen im System ab und kann durch den Fachmann problemlos ermittelt werden.The necessary angular velocity of the fuel cell depends on Geometry, power and number of fuel cells in the system and can be readily determined by one skilled in the art.

Alternativ zu einer Umwälzung der Betriebsstoffe über Zentrifugalkräfte kann die Zelle durch die Betriebsstoffe bewegt werden, sofern sie nicht vollständig mit ihnen gefüllt ist. Bei langsamen Rotationsgeschwindigkeiten kann dann die Schwerkraft dazu genutzt werden, um alle Zellbereiche mit den Betriebsstoffen zu durchsetzen.alternative to a revolution of the operating materials centrifugal The cell can be moved through the supplies, provided they are not completely filled with them is. At slow rotation speeds, gravity can do that used to supply all cell areas with the supplies push through.

Vorteilhaft steht die Rotationsachse senkrecht auf der Zellebene der Brennstoffzelle. Dadurch wirkt die Zentrifugalkraft in Richtung der Zellebene. Die Betriebsmittel werden somit in der Zellebene verteilt und nicht gegen den Elektrolyten gedrückt. Bei Brennstoffzellen mit einem Protonen leitenden Elektrolyten wird der unerwünschte Übertrag von Wasser aus dem Anodenraum in den Kathodenraum somit nicht weiter begünstigt.Advantageous the axis of rotation is perpendicular to the cell level of the fuel cell. As a result, the centrifugal force acts in the direction of the cell level. The Resources are thus distributed in the cell level and not pressed against the electrolyte. In fuel cells with a proton-conducting electrolyte is the unwanted carry from water from the anode compartment into the cathode compartment thus not further favored.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden die Rotation der Brennstoffzelle und die Förderung des Oxidationsmittels durch die gleiche Antriebsquelle angetrieben. Dadurch entfallen sowohl der parasitäre Energieverbrauch als auch der Wartungs- und Reparaturaufwand für eine weitere Antriebsquelle.In An advantageous embodiment of the invention, the rotation the fuel cell and the promotion of the oxidant is driven by the same drive source. This eliminates both the parasitic energy consumption and the maintenance and Repair effort for another drive source.

Vorteilhaft stehen die Förderrate des Oxidationsmittels und die Winkelgeschwindigkeit der Brennstoffzelle zueinander in einem festen Verhältnis. Dadurch können durch nur einen Regeleingriff die Verteilung der Betriebsmittel und die Förderrate des Oxidationsmittels einer Änderung der dem Brennstoffzellensystem abgeforderten elektrischen Leistung angepasst werden. Es entfällt der Aufwand für ein weiteres Steuerungssystem.Advantageous stand the delivery rate of the oxidizing agent and the angular velocity of the fuel cell each other in a fixed relationship. Thereby can through only one control intervention, the distribution of resources and the delivery rate the oxidant of a change the electric power demanded from the fuel cell system be adjusted. It is omitted the effort for another control system.

Das Verhältnis zwischen Förderrate und Winkelgeschwindigkeit ist im Wesentlichen durch die Anzahl der Brennstoffzellen bestimmt.The relationship between delivery rate and angular velocity is essentially determined by the number of Fuel cells determined.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden die Rotation der Brennstoffzelle und die Förderung des Brennstoffs durch die gleiche Antriebsquelle angetrieben. Dadurch entfallen sowohl der parasitäre Energieverbrauch als auch der Wartungs- und Reparaturaufwand für eine weitere Antriebsquelle.In an advantageous embodiment of the invention, the rotation of the fuel cell and the promotion of the fuel driven by the same drive source. This eliminates both the parasitic energy consumption and the maintenance and repair costs for another drive source.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird ein Wärmetauscher für die Kondensation von Kathodenabgas rotiert. Dadurch sammelt sich das Kondensat unabhängig von der Orientierung des Brennstoffzellensystems relativ zum Schwerefeld der Erde an einer vorbestimmten Stelle. Somit lässt ein Brennstoffzellensystem auch dann lageunabhängig betreiben, wenn es einen derartigen Wärmetauscher enthält.In a further advantageous embodiment of the invention is a heat exchangers for the Condensation of cathode exhaust rotates. This collects that Condensate independent from the orientation of the fuel cell system relative to the gravitational field the earth at a predetermined location. Thus leaves a fuel cell system also independent of location operate, if it contains such a heat exchanger.

Vorteilhaft werden die Rotationen der Brennstoffzelle und des Wärmetauschers durch die gleiche Antriebsquelle angetrieben. Dadurch kann der Wärmetauscher in Rotation versetzt werden, ohne dass dies mit dem parasitären Energieverbrauch sowie dem Wartungs- und Reparaturaufwand einer weiteren Antriebsquelle erkauft werden muss.Advantageous become the rotations of the fuel cell and the heat exchanger driven by the same drive source. This allows the heat exchanger are rotated without this being due to parasitic energy consumption as well as the maintenance and repair costs of another drive source has to be bought.

Vorteilhaft stehen die Winkelgeschwindigkeiten der Brennstoffzelle und des Wärmetauschers zueinander in einem festen Verhältnis. Dadurch können durch nur einen Regeleingriff die Verteilung der Betriebsmittel und die Förderrate des Brennstoffs einer Änderung der dem Brennstoffzellensystem abgeforderten elektrischen Leistung angepasst werden. Es entfällt der Aufwand für ein weiteres Steuerungssystem.Advantageous are the angular velocities of the fuel cell and the heat exchanger each other in a fixed relationship. This can be done by only a regulatory intervention the distribution of resources and the delivery rate the fuel of a change the electric power demanded from the fuel cell system be adjusted. It is omitted the effort for another control system.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird mindestens ein Betriebsmittel achsnah eingespeist und durch Zentrifugalkraft über die Elektrode verteilt. Da die Zentrifugalkraft von der Rotationsachse radial nach außen wirkt, behindert sie bei dieser Verfahrensweise die Zufuhr des Betriebsmittels zum Gesamtsystem nicht. Eine unerwünschte Rückströmung wird verhindert. Zudem ist eine gleichmäßige Verteilung des Betriebsmittels über die gesamte Zellfläche gewährleistet.In a particularly advantageous embodiment of the invention is at least a resource fed close to the axis and by centrifugal force on the Electrode distributed. Because the centrifugal force from the axis of rotation radially outward acts, obstructs the supply of the equipment in this procedure not to the overall system. An undesirable backflow is prevented. moreover is a uniform distribution of the equipment over the entire cell area guaranteed.

Vorteilhaft wird ein Brennstoff achsnah eingespeist, und es wird zusätzlich zum Brennstoff Wasser zugeführt. Dadurch wird das Verfahren auch anwendbar auf Brennstoffzellensysteme mit Zellen, die für den Ablauf der Reaktion Wasser benötigen.Advantageous a fuel is fed close to the axis, and it is in addition to Fuel water supplied. This makes the method also applicable to fuel cell systems with cells for need the flow of the reaction water.

Das Wasser kann insbesondere aus dem Kathodenabgas gewonnen werden. Somit wird der Bedarf an extern zugeführtem Wasser vermindert. Im Idealfall reicht das durch die Zelle eigenproduzierte Wasser für die Aufrechterhaltung der Reaktion aus, so dass die externe Wasserzuführung nebst Wasserreservoir komplett eingespart werden können.The In particular, water can be recovered from the cathode exhaust gas. Thus, the demand for externally supplied water is reduced. Ideally the self-produced water through the cell is sufficient for maintenance the reaction, so that the external water supply and water reservoir can be completely saved.

Spezieller Beschreibungsteilspecial Description part

Nachfolgend wird der Gegenstand der Erfindung anhand von Figuren näher erläutert, ohne dass der Gegenstand der Erfindung dadurch beschränkt wird. Es ist gezeigt:following the object of the invention is explained in more detail with reference to figures, without that the subject of the invention is limited thereby. It is shown:

1: Beispiel für ein erfindungsgemäßes Brennstoffzellensystem nach Anspruch 1 als Schemazeichnung (Teilbild a) und Schnittzeichnung (Teilbild b). 1 Example of a fuel cell system according to the invention according to claim 1 as a schematic drawing (partial image a) and sectional drawing (partial image b).

2: Zur Verteilung des Betriebsmittels genutzte Kräfte Zentrifugalkraft (Teilbild a) und Schwerkraft (Teilbild b). 2 : For the distribution of the equipment used forces centrifugal force (partial image a) and gravity (partial image b).

3: Mögliche Ausgestaltung eines Wärmetauschers. 3 : Possible embodiment of a heat exchanger.

4: Mögliche Ausgestaltung einer Vorrichtung zur Kondensatsammlung bei rotierender Wärmetauscher Kondensator-Einheit 6. 4 : Possible embodiment of a device for condensate collection with rotating heat exchanger condenser unit 6 ,

5: Mögliche Ausgestaltung der Strömungsverteilerstruktur im Brennstoffzellenstapel 1. 5 : Possible embodiment of the flow distributor structure in the fuel cell stack 1 ,

1 zeigt ein Beispiel für ein erfindungsgemäßes Brennstoffzellensystem als Schemazeichnung (Teilbild a) und als Schnittzeichnung (Teilbild b). Ein Brennstoffzellenstapel 1 ist auf einer rotierenden Welle 2 angeordnet, die von einem Motor 3 angetrieben wird. Flüssiges Methanol wird aus einem Tank 4 über eine Pumpe 5 zugeführt, die ebenfalls von der rotierenden Welle 2 angetrieben wird. Die Einheit 6 aus Wärmetauscher und Kondensator sowie die ihr vorgeschaltete Filter- und Verteilereinheit 7 sind ebenfalls auf der rotierenden Welle 2 angeordnet. Luft wird über ein Gebläse 8 durch den achsnahen Bereich der Einheiten 7 und 6 dem Brennstoffzellenstapel 1 zugeführt. Aus dem Abgas des Brennstoffzellenstapels 1 wird in der Kondensatoreinheit 6 Wasser auskondensiert und im Randbereich über die Einheit 7 abgeführt. Die Pfeile geben jeweils Richtungen von Stoffströmungen an. 1 shows an example of a fuel cell system according to the invention as a schematic drawing (partial image a) and as a sectional drawing (partial image b). A fuel cell stack 1 is on a rotating shaft 2 arranged by a motor 3 is driven. Liquid methanol is taken from a tank 4 via a pump 5 fed, also from the rotating shaft 2 is driven. The unit 6 from the heat exchanger and condenser as well as the upstream filter and distributor unit 7 are also on the rotating shaft 2 arranged. Air is being blown over 8th through the near-axis area of the units 7 and 6 the fuel cell stack 1 fed. From the exhaust of the fuel cell stack 1 is in the condenser unit 6 Water condenses and in the border area over the unit 7 dissipated. The arrows indicate directions of material flow.

2 verdeutlicht die Kräfte, die bei einer Rotation der drehbaren Welle 2 zur Verteilung von Betriebsmitteln genutzt werden können. Bei achsnaher Zuführung eines Betriebsmittels und schneller Rotation der Welle 2 wird dieses durch die Zentrifugalkraft in dem Brennstoffzellenstapel 1 radial von innen nach außen verteilt (Teilbild a). Alternativ kann der Brennstoffzellenstapel 1 durch langsame Rotation der drehbaren Welle 2 durch den ruhenden Methanoltank 4 gedreht werden. Dabei werden alle Bereiche des Brennstoffzellenstapels 1 durch reine Schwerkraftwirkung mit dem Methanol durchsetzt. 2 illustrates the forces that occur during a rotation of the rotatable shaft 2 can be used for the distribution of resources. With near-axis supply of a resource and fast rotation of the shaft 2 this is due to the centrifugal force in the fuel cell stack 1 radially distributed from the inside to the outside (partial image a). Alternatively, the fuel cell stack 1 by slow rotation of the rotatable shaft 2 through the dormant methanol tank 4 to be turned around. All areas of the fuel cell stack will be affected 1 permeated by pure gravity with the methanol.

3 zeigt eine mögliche Ausgestaltung eines Wärmetauschers. Dieser ist rotationssymmetrisch ausgestaltet, so dass er keine Kreiselkräfte auf die rotierende Welle ausübt. Durch radial von innen nach außen verlaufende Kühlbleche wird die Oberfläche des Wärmetauschers und damit die Wärmeaustauschrate mit der Umgebung maximiert. 3 shows a possible embodiment of a heat exchanger. This is rotational symmetry designed so that he does not exert centrifugal forces on the rotating shaft. By radially outwardly extending cooling plates, the surface of the heat exchanger and thus the heat exchange rate with the environment is maximized.

4 zeigt eine mögliche Ausgestaltung einer Vorrichtung zur Kondensatsammlung bei rotierender Wärmetauscher-Kondensator-Einheit 6. Die Einheit 6 enthält ein zur drehbaren Welle 2 exzentrisch angeordnetes Blech 9 mit einem Loch 10, durch welches das Kondensat abgezogen werden kann. 4 shows a possible embodiment of a device for condensate collection with rotating heat exchanger-condenser unit 6 , The unit 6 contains one to the rotatable shaft 2 eccentrically arranged sheet metal 9 with a hole 10 through which the condensate can be removed.

5 zeigt eine mögliche Ausgestaltung der Strömungsverteilerstruktur in dem Brennstoffzellenstapel 1. Diese Verteilerstruktur ist auf der drehbaren Welle 2 angeordnet. In ihr werden die Betriebsmittel durch Zentrifugalkraft von innen nach außen gefördert. 5 shows a possible embodiment of the flow distributor structure in the fuel cell stack 1 , This distributor structure is on the rotatable shaft 2 arranged. In it, the resources are conveyed by centrifugal force from the inside out.

Claims (26)

Brennstoffzellensystem, umfassend eine oder mehrere Brennstoffzellen, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Brennstoffzelle auf einer drehbaren Welle angeordnet ist.Fuel cell system comprising one or more fuel cells, characterized in that at least one fuel cell is arranged on a rotatable shaft. Brennstoffzellensystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch mindestens eine rotationssymmetrisch aufgebaute Brennstoffzelle.Fuel cell system according to claim 1, characterized by at least one rotationally symmetrical fuel cell. Brennstoffzellensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle senkrecht zur Zellebene der Brennstoffzelle angeordnet ist.Fuel cell system according to one of claims 1 to 2, characterized in that the shaft perpendicular to the cell plane the fuel cell is arranged. Brennstoffzellensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zur Förderung eines Oxidationsmittels, dessen einzige Energiequelle eine Drehung der Welle ist.Fuel cell system according to one of claims 1 to 3, characterized by a device for conveying an oxidizing agent, whose only source of energy is rotation of the shaft. Brennstoffzellensystem nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine Drehzahlübersetzung zwischen der Welle und der Vorrichtung zur Förderung des Oxidationsmittels.Fuel cell system according to claim 4, characterized through a speed ratio between the shaft and the oxidizer delivery device. Brennstoffzellensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zur Förderung eines Brennstoffs, deren einzige Energiequelle eine Drehung der Welle ist.Fuel cell system according to one of claims 1 to 5, characterized by a device for conveying a fuel, whose only source of energy is rotation of the shaft. Brennstoffzellensystem nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine Drehzahlübersetzung zwischen der Welle und der Vorrichtung zur För derung des Brennstoffs.Fuel cell system according to claim 6, characterized through a speed ratio between the shaft and the device for promoting the fuel. Brennstoffzellensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch einen drehbar gelagerten Wärmetauscher zur Kondensation von Kathodenabgas.Fuel cell system according to one of claims 1 to 7, characterized by a rotatably mounted heat exchanger for the condensation of cathode exhaust gas. Brennstoffzellensystem nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch einen Wärmetauscher, dessen einzige Quelle für Rotationsenergie eine Drehung der Welle ist.Fuel cell system according to claim 8, characterized through a heat exchanger, its only source for Rotational energy is a rotation of the shaft. Brennstoffzellensystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher auf der gleichen Welle wie die Brennstoffzelle angeordnet ist.Fuel cell system according to claim 9, characterized characterized in that the heat exchanger is arranged on the same shaft as the fuel cell. Brennstoffzellensystem nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch eine Drehzahlübersetzung zwischen Welle und Wärmetauscher.Fuel cell system according to claim 9, characterized through a speed ratio between shaft and heat exchanger. Brennstoffzellensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 11, gekennzeichnet durch ein zur Welle axial angeordnetes Brennstoffreservoir.Fuel cell system according to one of claims 1 to 11, characterized by a shaft axially arranged fuel reservoir. Brennstoffzellensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 12, gekennzeichnet durch eine elektrische Leistung von mindestens 20 Watt und ein Bauvolumen von höchstens 0,7 Litern.Fuel cell system according to one of claims 1 to 12, characterized by an electrical power of at least 20 watts and a construction volume of at most 0.7 liters. Brennstoffzellensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 13, gekennzeichnet durch eine achsnahe Zuführung für ein Betriebsmittel.Fuel cell system according to one of claims 1 to 13, characterized by an axis near feeder for a resource. Verfahren zum Betreiben eines Brennstoffzellen systems, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Brennstoffzelle des Systems rotiert wird.Method for operating a fuel cell system, characterized in that at least one fuel cell of the System is rotated. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotationsachse auf der Zellebene der Brennstoffzelle senkrecht steht.Method according to claim 15, characterized in that that the axis of rotation perpendicular to the cell level of the fuel cell stands. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotation der Brennstoffzelle und die Förderung eines Oxidationsmittels durch die gleiche Antriebsquelle angetrieben werden.Method according to one of claims 15 to 16, characterized that the rotation of the fuel cell and the promotion of an oxidizing agent be driven by the same drive source. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderrate des Oxidationsmittels und die Winkelgeschwindigkeit der Brennstoffzelle zueinander in einem festen Verhältnis stehen.Method according to claim 17, characterized in that that the delivery rate of the oxidizing agent and the angular velocity of the fuel cell each other in a fixed relationship stand. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotation der Brennstoffzelle und die Förderung des Brennstoffs durch die gleiche Antriebsquelle angetrieben werden.Method according to one of claims 15 to 18, characterized that the rotation of the fuel cell and the promotion of the fuel through the same drive source are driven. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderrate des Brennstoffs und die Winkelgeschwindigkeit der Brennstoffzelle zueinander in einem festen Verhältnis stehen.Method according to claim 19, characterized that the delivery rate of the fuel and the angular velocity of the fuel cell to each other in a fixed relationship stand. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wärmetauscher für die Kondensation von Kathodenabgas rotiert wird.Method according to one of claims 15 to 20, characterized in that a heat exchanger for the condensation of cathode exhaust gas ro is being done. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotation der Brennstoffzelle und die Rota tion des Wärmetauschers durch die gleiche Antriebsquelle angetrieben werden.Method according to claim 21, characterized that the rotation of the fuel cell and the rotation tion of the heat exchanger be driven by the same drive source. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Winkelgeschwindigkeiten der Brennstoffzelle und des Wärmetauschers zueinander in einem festen Verhältnis stehen.Method according to claim 22, characterized in that that the angular velocities of the fuel cell and the heat exchanger each other in a fixed relationship stand. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Betriebsmittel achsnah eingespeist und durch Zentrifugalkraft über die Elektrode verteilt wird.Method according to one of claims 15 to 23, characterized that at least one resource is fed close to the axis and by Centrifugal force over the electrode is distributed. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass ein Brennstoff achsnah eingespeist wird und zusätzlich zum Brennstoff Wasser zugeführt wird.Method according to Claim 24, characterized that a fuel is fed close to the axis and in addition to Fuel water supplied becomes. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Teil des Wassers aus dem Kathodenabgas gewonnen wird.Method according to claim 25, characterized in that that at least a portion of the water recovered from the cathode exhaust gas becomes.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10035232A1 (en) * 2000-07-20 2002-02-07 Forschungszentrum Juelich Gmbh Method for operating a fuel cell
EP0911896B1 (en) * 1997-10-20 2004-01-14 European Community Fuel cell with means for rotating the electrolyte

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6366860A (en) * 1986-09-09 1988-03-25 Hitachi Ltd Methanol fuel cell
JP2000348753A (en) * 1999-06-07 2000-12-15 Daihatsu Motor Co Ltd Fuel cell and its use method
JP2001102081A (en) * 1999-09-30 2001-04-13 Daihatsu Motor Co Ltd Fuel cell system and method for using it
JP2003208917A (en) * 2002-01-10 2003-07-25 Nissan Motor Co Ltd Fuel cell system
EP1641064B1 (en) * 2004-09-15 2008-02-27 Airbus Deutschland GmbH Fuel cell system

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0911896B1 (en) * 1997-10-20 2004-01-14 European Community Fuel cell with means for rotating the electrolyte
DE10035232A1 (en) * 2000-07-20 2002-02-07 Forschungszentrum Juelich Gmbh Method for operating a fuel cell

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