DE102006043573A1

DE102006043573A1 - Liquid water discharge decreasing method for fuel cell system, involves cooling fuel cell by using cooling agent in cooling circuit, and heating damp exhaust gas before discharging from fuel cell system by cooling agent

Info

Publication number: DE102006043573A1
Application number: DE102006043573A
Authority: DE
Inventors: Philip Dipl.-Ing. Anumu; Alexander Dr.-Ing. Müller
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2006-09-16
Filing date: 2006-09-16
Publication date: 2008-03-27

Abstract

The method involves cooling a fuel cell (2) e.g. polymer electrolyte membrane (PEM) fuel cell, by using a cooling agent in a cooling circuit. Damp exhaust gas (13) is heated before discharging from a fuel cell system (1) by the cooling agent that is heated by the fuel cell. Compressed cathode air (10) flowing to the fuel cell is cooled before using for heating the damp exhaust gas by the cooling agent flows through an intercooler (12) after passing through the fuel cell. An independent claim is also included for a device for performing a method for decreasing discharge of liquid water into the exhaust gas of a fuel cell system.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verringerung des Austritts von flüssigem Wasser im Abgas eines Brennstoffzellensystems, nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art. Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens.The The invention relates to a method for reducing the exit from liquid Water in the exhaust gas of a fuel cell system, according to the preamble of claim 1 closer Furthermore, the invention relates to a device to carry out of such a procedure.

Grundsätzlich ist es aus der DE 103 94 059 T5 bekannt, das das Abgeben von flüssigem Wasser an die Umgeben eines Brennstoffzellensystems möglichst zu vermeiden ist. Die genannte Schrift geht zur Lösung dieser Problematik den Weg, möglichst viel Wasser aus dem Abgas auszukondensieren. Dafür sieht sie unter anderem vor, dass das feuchte Abgas in einem Wärmetauscher gekühlt wird, um dann möglichst viel flüssiges Wasser in einem Abscheider aus dem feuchten Abgas heraus zu bekommen.Basically it is from the DE 103 94 059 T5 It is known that the dispensing of liquid water to the surrounding of a fuel cell system should be avoided as far as possible. The above document is to solve this problem the way to condense out as much water from the exhaust. For this purpose, it provides, among other things, that the moist exhaust gas is cooled in a heat exchanger in order then to get as much liquid water in a separator out of the moist exhaust gas.

Diese Vorgehensweise birgt jedoch einige gravierende Nachteile, insbesondere beim Einsatz in Kraftfahrzeugen. Die Bauteile erfordern zusätzlichen Bauraum und stellen mit ihrem Gewicht ein Wirkungsgradnachteil für das Fahrzeug dar. Ferner hat flüssiges Wasser bei Temperaturen unter 0°C immer das Problem der Eisbildung. Die Wasserführenden Teile müssen somit besonders geschützt und/oder beheizbar sein. All dies stellt einen hohen Aufwand an Kosten, Bauraum und Gewicht dar, den es, insbesondere in Fahrzeugen, zu vermeiden gilt.These However, approach has some serious disadvantages, in particular when used in motor vehicles. The components require additional space and put with their weight an efficiency disadvantage for the vehicle Furthermore, has liquid Water at temperatures below 0 ° C always the problem of ice formation. The water-bearing parts must therefore specially protected and / or be heated. All this puts a lot of effort Costs, space and weight that it has, especially in vehicles, to avoid.

Ferner weist die genannte Schrift durch die prinzipbedingt notwendige Anordnung des Wärmetauschers im Kühlkreislauf vor der Brennstoffzelle den Nachteil auf, dass das Kühlmedium beim Eintritt in die Brennstoffzelle bereits erwärmt ist. Somit wird die erforderliche Abfuhr von Wärme aus der Brennstoffzelle beeinträchtigt. Dies wiederum kann massive Auswirkungen auf die Leistungsfähigkeit und Lebensdauer der Brennstoffzelle haben, oder es muss durch einen größeren Kühlvolumenstrom kompensiert werden. Ein solcher erfordert aber in nachteiliger Weise wiederum größere, schwerere und teurere Komponenten.Further has the cited document by the principle necessary arrangement of the heat exchanger in the cooling circuit before the fuel cell has the disadvantage that the cooling medium is already heated when entering the fuel cell. Thus, the required Dissipation of heat from the fuel cell affected. This in turn can have massive impact on performance and lifetime of the fuel cell, or it must by a larger cooling volume flow be compensated. However, such requires disadvantageously again larger, heavier and more expensive components.

Die nicht Vorveröffentlichte deutsche Patentanmeldung mit den Aktenzeichen 10 2006 017 646.4-45 beschreibt ebenfalls die Problematik, den Austritt von Wasser aus einem Brennstoffzellensystem zu verringern und nach Möglichkeit ganz zu vermeiden. Um dies zu erreichen wird dabei die Temperatur des Abgases der Kathodenzuluft so geregelt, dass in einem Befeuchter, mit dessen Hilfe Wasserdampf aus dem Abgas die Kathodenzuluft befeuchtet, ein Wärmeaustausch von der heißen verdichteten Luft zu dem Abgas erfolgt, und so das im Abgas enthaltene Wasserdampfförmig bleibt.The not pre-published German patent application with the file number 10 2006 017 646.4-45 also describes the problem of reducing the leakage of water from a fuel cell system and to avoid it as far as possible. In order to achieve this, the temperature of the exhaust gas of the cathode supply air is controlled so that in a humidifier, with the aid of water vapor from the exhaust gas humidifies the Kathodenzuluft, a heat exchange of the hot compressed air to the exhaust gas takes place, and so the water vapor in the exhaust gas remains.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, das im Brennstoffzellenabgas enthaltene flüssige Wasser mit einfachen, kostengünstigen und kompakten Mitteln und ohne nennenswerten zusätzlichen Energieaufwand zu Verringern bzw. nach Möglichkeit ganz zu vermeiden.task The present invention is that in the fuel cell exhaust contained liquid water with simple, inexpensive and compact means and without appreciable additional energy consumption too Reduce or, if possible, completely to avoid.

Die Aufgabe wird durch das Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird im Anspruch 3 angegeben.The The object is achieved by the method having the features of the claim 1 solved. A device for implementation the method according to the invention is specified in claim 3.

Das erfindungsgemäße Verfahren bietet den Vorteil, dass mit einem minimalen Aufwand an Bauteilen der Austritt von flüssigem Wasser aus dem Brennstoffzellensystem stark verringert und in den üblichen Betriebszuständen des Systems gänzlich vermieden werden kann. Erreicht wird dies durch eine Erwärmung des Abgases nach der Brennstoffzelle. Das in dem Abgas enthaltene Wasser, welches zum Teil als auskondensiertes flüssiges Wasser vorliegt, wird durch die Erwärmung verdampft, so dass kein oder nur ein sehr geringer Anteil an flüssigem Wasser aus dem Brennstoffzellensystem austritt. Zur Verdampfung wird die im Kühlkreislauf des Brennstoffzellensystems ohnehin vorhandene Wärme genutzt. Der zusätzliche energetische Aufwand beschränkt sich damit auf die von der Kühlmittelfördereinrichtung aufzubringenden Druckverluste in dem Wärmetauscher, mit welchem das Abgas nacherwärmt wird. Im Gegensatz zu anderen Konzepten stellt dies einen minimalen, fast vernachlässigbaren zusätzlichen Energieaufwand dar.The inventive method offers the advantage of having a minimal amount of components the escape of liquid Water from the fuel cell system greatly reduced and in the usual operating conditions of the system completely avoided can be. This is achieved by heating the exhaust gas after the Fuel cell. The water contained in the exhaust gas, which is used for Part as a condensed liquid Water is present, is evaporated by the warming, so that no or only a very small proportion of liquid water from the fuel cell system exit. For evaporation is in the cooling circuit of the fuel cell system Any existing heat used. The additional limited energy expenditure thus referring to that of the coolant conveyor applied pressure losses in the heat exchanger, with which the Exhaust gas reheated becomes. Unlike other concepts, this provides a minimal, almost negligible additional Energy expenditure.

Ferner wird beim erfindungsgemäßen Verfahren die Abfuhr von Wärme aus der Brennstoffzelle deutlich verbessert, da bereits vor der eigentlichen Abkühlung des Kühlmittels, beispielsweise in einem Fahrzeugkühler, eine Abgabe von Wärme aus dem Kühlmittel an das Abgas erfolgt. Die Wärmeabfuhr aus der Brennstoffzelle wird damit nochmals verbessert, wodurch der Kühlkreislauf an sich gegebenenfalls sogar verkleinert werden kann, so dass die oben genannten Energieaufwendungen weiter verringert oder gar gänzlich kompensiert werden können.Further becomes in the procedure according to invention the dissipation of heat significantly improved from the fuel cell, since before the actual cooling the coolant, For example, in a vehicle radiator, a release of heat the coolant to the exhaust gas takes place. The heat dissipation off the fuel cell is thus improved again, causing the Cooling circuit if necessary, can be even reduced in size, so that the The above-mentioned energy costs are further reduced or even completely compensated can be.

Gemäß einer besonders günstigen Ausgestaltung des Verfahrens ist es vorgesehen, dass das Kühlmedium nach dem Durchströmen der Brennstoffzelle einen Ladeluftkühler durchströmt und Wärme aus der verdichteten, zur Brennstoffzelle strömenden Luft aufnimmt. Durch die somit deutliche kühlerer zu der Brennstoffzelle strömende Luft kann einerseits ein Austrocknen der Membranen in der Brennstoffzelle verhindert werden, andererseits wird das Kühlmedium weiter erwärmt, so dass mehr Wärme zur Verfügung steht, um das Abgas soweit aufzuheizen, dass kompensiertes Wasser praktisch vollständig verdampft werden kann.According to one especially favorable Embodiment of the method, it is provided that the cooling medium after flowing through the fuel cell flows through a charge air cooler and heat out the compressed, air flowing to the fuel cell receives. By the thus much cooler flowing to the fuel cell On the one hand, air can cause the membranes in the fuel cell to dry out be prevented, on the other hand, the cooling medium is further heated, so that more heat to disposal stands to heat the exhaust to the point that compensated water practically complete can be evaporated.

Der besondere Vorteil liegt beim Einsatz in Brennstoffzellensystemen in Kraftfahrzeugen, da hier ein Austritt von größeren Mengen an flüssigem Wasser im üblichen Straßenverkehr, alleine schon aus Sicherheitsgründen, unbedingt zu vermeiden ist.The special advantage lies in the use in Fuel cell systems in motor vehicles, since a leakage of larger amounts of liquid water in the usual traffic, alone for security reasons, is absolutely to be avoided.

Die vorrichtungsgemäße Ausgestaltung zur Durchführung des Verfahrens sieht vor, dass ein Wärmetauscher im Bereich einer Abgasleitung aus dem Brennstoffzellensystem vorgesehen ist.The device according to the invention to carry out of the method provides that a heat exchanger in the range of Exhaust pipe is provided from the fuel cell system.

Damit kann in vorteilhafter Weise ohne weitere (Um-)Wege des feuchten Abgases dieses direkt an der besonders kritischen Stellen erwärmt werden. Wenn der Wärmetauscher unmittelbar vor dem Austritt aus dem Brennstoffzellensystem sitzt, ist auch nicht zu befürchten, dass das Abgas dann an nachfolgenden, eventuell noch kalten Leitungselementen teilweise kondensiert. Durch die Anordnung des Wärmetauschers der Abgasleitung lässt sich also eine Abgastemperatur erreichen, welche sicherstellt, dass kein oder nur ein extrem geringer Anteil an flüssigem Wasser mit dem Abgas der Brennstoffzelle aus dem Brennstoffzellensystem austritt.In order to can advantageously without further (re) paths of the wet This exhaust gases are heated directly at the most critical points. If the heat exchanger sitting immediately before leaving the fuel cell system, is not to be feared that the exhaust gas then partly to subsequent, possibly still cold line elements condensed. By the arrangement of the heat exchanger of the exhaust pipe let yourself So reach an exhaust gas temperature, which ensures that no or only an extremely small proportion of liquid water with the exhaust gas the fuel cell exits the fuel cell system.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie der Vorrichtung zur Durchführung desselben ergeben sich aus dem anhand der Zeichnung nachfolgend dargestellten Ausführungsbeispiel.Further advantageous embodiments of the method according to the invention and of the device for execution the same result from the reference to the drawing below illustrated embodiment.

Die einzige beigefügte Figur zeigt den für die Erfindung relevanten Teil eines Brennstoffzellensystems mit einer Ausgestaltung der Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in schematischer Darstellung.The only attached Figure shows the for the invention relevant part of a fuel cell system with an embodiment of the device for carrying out the method according to the invention in a schematic representation.

In der einzigen Figur ist der für die Erfindung relevante Teil eines Brennstoffzellensystems 1 dargestellt. Dieser umfasst insbesondere die Brennstoffzelle 2 mit ihrem hier nur schematisch angedeuteten Kathodenraum 3 und Anodenraum 4. Die Brennstoffzelle 2 ist dabei typischerweise als Brennstoffzellenstack ausgebildet, wobei der Kathodenraum 3 von dem Anodenraum 4 durch eine Protonen leitende Membranen (PEM) getrennt sind. Um eine derartige Brennstoffzelle 2 auf ihrer typischerweise notwendigen Betriebstemperatur in der Größenordnung von etwa 70 bis 90°C zu stabilisieren, sind in der Brennstoffzelle 2 Kühlräume 5 vorgesehen, welche hier ebenfalls exemplarisch angedeutet sind. Die Kühlräume 5 sind dabei Teil eines Kühlkreislaufs 6, welcher neben der Brennstoffzelle 2 bzw. deren Kühlräumen 5 aus einer Kühlmittelfördereinrichtung 7 und einem Kühlwärmetauscher 8 besteht. Aufgabe des Kühlwärmetauschers 8 ist es, dabei die Temperatur des nach dem Durchströmen der Kühlräume 5 der Brennstoffzelle 2 erwärmten Kühlmediums wieder zu reduzieren, so dass es erneut zur Kühlung der Brennstoffzelle 2 zur Verfügung steht. Bei der eingangs bereits erwähnten, besonders bevorzugten Anwendung in einem Fahrzeugsystem kann der Kühlwärmetauscher 8 typischerweise dem auch aus bisherigen Fahrzeugen bekannten Fahrzeugkühler entsprechen.In the single figure is relevant to the invention part of a fuel cell system 1 shown. This includes in particular the fuel cell 2 with her only schematically indicated cathode space 3 and anode compartment 4 , The fuel cell 2 is typically designed as a fuel cell stack, the cathode compartment 3 from the anode compartment 4 separated by a proton-conducting membrane (PEM). To such a fuel cell 2 to stabilize at their typically required operating temperature of the order of about 70 to 90 ° C, are in the fuel cell 2 refrigerators 5 provided, which are also indicated here by way of example. The cold rooms 5 are part of a cooling circuit 6 , which next to the fuel cell 2 or their cold rooms 5 from a coolant conveyor 7 and a cooling heat exchanger 8th consists. Task of the cooling heat exchanger 8th is it, while doing the temperature of the after flowing through the cold rooms 5 the fuel cell 2 heated cooling medium again, so it again to cool the fuel cell 2 is available. In the already mentioned, particularly preferred application in a vehicle system, the cooling heat exchanger 8th typically correspond to the well-known from previous vehicles vehicle radiator.

Zum Betrieb der Brennstoffzelle 2 werden nun Wasserstoff und Sauerstoff, insbesondere in der Form von Luft, in den Bereich des Kathodenraums bzw. Anodenraums 3, 4 zugeführt. In der Figur ist dies durch die Pfeile 9, 10 angedeutet, welche in dem Bereich des Kathodenraums 3 bzw. Anodenraums 4 zu erkennen sind. Die Luftzufuhr 10 weist dabei noch weitere Elemente auf, wie beispielsweise einen Luftkompressor 11 und einen Ladeluftkühler 12. Außerdem können weitere Komponenten, wie Luftfilter und dergleichen vorgesehen sind, welche für die hier vorliegende Erfindung nicht relevant und daher nicht dargestellt sind. Die Luftzufuhr 10 erfolgt nun so, dass die Luft über den Luftkompressor 11 angesaugt und verdichtet wird. Prinzipbedingt wärmt sich die Luft dabei auf, was wiederum für die empfindlichen Membranen der Brennstoffzelle 2 nachteilig wäre. Die Luft wird daher nach dem Luftverdichter 11 durch einen Ladeluftkühler 12 geführt, in welchem diese nochmals abgekühlt wird, ehe sie in den Kathodenraum 3 gelangt.For operation of the fuel cell 2 Now hydrogen and oxygen, in particular in the form of air, in the region of the cathode space or anode space 3 . 4 fed. In the figure this is indicated by the arrows 9 . 10 indicated, which in the region of the cathode space 3 or anode space 4 can be seen. The air supply 10 has even more elements, such as an air compressor 11 and a charge air cooler 12 , In addition, other components, such as air filters and the like are provided, which are not relevant to the present invention and therefore not shown. The air supply 10 Now done so that the air through the air compressor 11 sucked and compacted. Due to the principle, the air warms up, which in turn is responsible for the sensitive membranes of the fuel cell 2 would be disadvantageous. The air is therefore after the air compressor 11 through a charge air cooler 12 in which it is cooled again before entering the cathode compartment 3 arrives.

In dem hier dargestellten Aufbau des Brennstoffzellensystems 1 ist der Ladeluftkühler 12 zur Kühlung der komprimierten Luft ebenfalls Teil des Kühlkreislaufs 6 und wird von dem Kühlmedium nach dessen Austritt aus der Brennstoffzelle 2 durchströmt. Die Temperatur des Kühlmediums entspricht dabei der Maximaltemperatur in der Brennstoffzelle, also maximal etwa 90°C. Die komprimierte Luft aus dem Luftkompressor 11 wird deutlich heißer sein, so dass eine Abkühlung derselben auf in etwa der Temperatur der Brennstoffzelle 2 in dem Ladeluftkühler 12 erfolgen kann.In the structure of the fuel cell system shown here 1 is the intercooler 12 for cooling the compressed air also part of the cooling circuit 6 and is from the cooling medium after its exit from the fuel cell 2 flows through. The temperature of the cooling medium corresponds to the maximum temperature in the fuel cell, ie a maximum of about 90 ° C. The compressed air from the air compressor 11 will be significantly hotter, allowing it to cool down to approximately the temperature of the fuel cell 2 in the intercooler 12 can be done.

Aus dem Bereich des Kathodenraums 3 und gegebenenfalls auch aus dem des Anodenraums 4 der Brennstoffzelle 2 tritt nach der erfolgten elektrochemischen Umsetzung von Wasserstoff mit Luft-Sauerstoff ein Restgas bzw. Abgas aus, welches überwiegend Stickstoff und Wasser bzw. Wasserdampf enthält. Dieses feuchte Abgas, welches hier anhand seiner Leitung mit dem Bezugszeichen 13 symbolisiert werden soll, gelangt dann in den Bereich einer Abgasleitung 14, um danach aus dem Brennstoffzellensystem 1 auszutreten.From the area of the cathode compartment 3 and optionally also from that of the anode compartment 4 the fuel cell 2 occurs after the successful electrochemical reaction of hydrogen with air-oxygen, a residual gas or exhaust gas, which contains predominantly nitrogen and water or water vapor. This moist exhaust gas, which here by reference to its line 13 is symbolized, then enters the area of an exhaust pipe 14 to get out of the fuel cell system afterwards 1 withdraw.

Mit der Zielsetzung, den Austritt von flüssigem Wasser aus dem Brennstoffzellensystem 1 nach Möglichkeit zu vermeiden oder zumindest weitgehend zu verringern, befindet sich im Bereich der Abgasleitung 14 ein Wärmetauscher 15, um das feuchte Abgas 13 soweit zu erwärmen, dass die enthaltene Feuchtigkeit primär gasförmig vorliegt und so kein oder nur eine sehr geringe Menge an flüssigem Wasser aus der Abgasleitung 14 austritt. Der Wärmetauscher 15 ist hier in Form eines doppelwandigen Rohres der Abgasleitung 14 realisiert, welcher von dem Kühlmedium durchströmt wird und somit Teil des Kühlkreislaufs 6 ist. Die nach der Brennstoffzelle 2 in dem Kühlmedium enthaltene Wärme wird im Bereich dieses Wärmetauschers 15 an das feuchte Abgas 13 abgegeben, um so einen durchgehend gasförmigen Zustand desselben zu erreichen.With the objective, the leakage of liquid water from the fuel cell system 1 if possible, or at least largely reduced, is located in the area of the exhaust pipe 14 a heat exchanger 15 to the wet exhaust 13 so far to heat that the moisture contained is primarily gaseous and so no or only a very small amount of liquid What from the exhaust pipe 14 exit. The heat exchanger 15 is here in the form of a double-walled pipe of the exhaust pipe 14 realized, which is flowed through by the cooling medium and thus part of the cooling circuit 6 is. The after the fuel cell 2 Heat contained in the cooling medium is in the range of this heat exchanger 15 to the moist exhaust gas 13 discharged so as to achieve a continuous gaseous state thereof.

Prinzipiell reicht es dabei aus, wenn der Wärmetauscher 15 von dem warmen Kühlmedium aus der Brennstoffzelle 2 durchströmt wird. Besonders vorteilhaft ist es jedoch, wenn das Kühlmedium vor dem Durchströmen des Wärmetauschers 15 in dem Ladeluftkühler 12 weitere Wärmeenergie aufnimmt, welche dann ebenfalls zur Verfügung steht, um Wasserreste in dem feuchten Abgas 13 zu verdampfen. Erst nach dem Durchströmen dieses Wärmetauschers 15 erlangt das Kühlmedium dann in den eigentlichen Kühlwärmetauscher 8, um weiter abgekühlt zu werden und wieder zur Kühlung in der Brennstoffzelle 2 in die Kühlräume zurückgefördert zu werden.In principle, it is sufficient if the heat exchanger 15 from the warm cooling medium from the fuel cell 2 is flowed through. However, it is particularly advantageous if the cooling medium before flowing through the heat exchanger 15 in the intercooler 12 absorbs further heat energy, which is then also available to water residues in the moist exhaust gas 13 to evaporate. Only after flowing through this heat exchanger 15 then obtains the cooling medium in the actual cooling heat exchanger 8th to be cooled further and again for cooling in the fuel cell 2 to be conveyed back to the cold rooms.

Um eine Abgabe von Wärme aus dem Wärmetauscher 15 an die Umgebung der Abgasleitung 14 nach Möglichkeit zu verringern, so dass die gesamte Wärme zur Verdampfung von flüssigem Wasser in dem feuchten Abgas 13 zur Verfügung steht, kann der den Wärmetauscher 15 enthaltende Abschnitt der Abgasleitung 14 gegenüber der Umgebung isoliert ausgebildet werden. Eine solche Isolation kann beispielsweise durch einen weiteren, den Wärmetauscher 15 umgebenden evakuierten Raum erfolgen, oder durch eine Ummantelung des Wärmetauschers 15 mit üblichem Isolationsmaterial, beispielsweise auf der Basis von geschäumten Kunstoffen, Keramikschäumen, isolierenden Gewebematten oder dergleichen.For a release of heat from the heat exchanger 15 to the environment of the exhaust pipe 14 reduce as much as possible, so that all the heat for evaporation of liquid water in the humid exhaust 13 is available, the heat exchanger 15 containing section of the exhaust pipe 14 be formed isolated from the environment. Such isolation can be achieved for example by another, the heat exchanger 15 surrounding evacuated space, or by a jacket of the heat exchanger 15 with conventional insulation material, for example on the basis of foamed plastics, ceramic foams, insulating fabric mats or the like.

Der Aufbau des Brennstoffzellensystems 1 in der oben dargelegten Art sowie das Verfahren zur Verwendung eines solchen Aufbaus ermöglicht es also, mit minimalem Aufwand an Kosten, Bauraum und Gewicht, einen Austritt von flüssigem Wasser aus der Abgasleitung 14 zuverlässig zu verhindern oder bei entsprechend ungünstigen Betriebszuständen und Umgebungstemperaturen des Systems 1 zumindest auf ein minimales Maß zu verringern. Der besondere Vorteil einer derartigen Anwendung liegt, wie oben bereits erwähnt, beim Einsatz eines derartigen Aufbaus in einem Kraftfahrzeug, insbesondere also bei Brennstoffzellenantriebssystemen.The structure of the fuel cell system 1 in the manner set out above, as well as the method of using such a structure, it is thus possible to discharge liquid water from the exhaust pipe with minimal expenditure, costs, space and weight 14 reliably prevent or in accordance with unfavorable operating conditions and ambient temperatures of the system 1 at least to a minimum level. The particular advantage of such an application, as already mentioned above, is the use of such a structure in a motor vehicle, in particular in fuel cell drive systems.

Claims

A method for reducing the leakage of liquid water in the exhaust gas of a fuel cell system, comprising at least one PEM fuel cell, which is cooled by a cooling medium in a cooling circuit during operation, characterized in that the moist exhaust gas ( 13 ) before exiting the fuel cell system ( 1 ) by means of the fuel cell ( 2 ) heated cooling medium is heated again.

A method according to claim 1, characterized in that the cooling medium after flowing through the fuel cell ( 2 ) also has an intercooler ( 12 ) for cooling the compressed to the fuel cell ( 2 ) flowing cathode air ( 10 ) is passed through before it is used to heat the moist exhaust gas ( 13 ) is being used.

Device for carrying out the method according to one of claims 1 or 2, characterized in that for heating the moist exhaust gas ( 13 ) a heat exchanger ( 15 ) is present, which in the region of an exhaust pipe ( 14 ) from the fuel cell system ( 1 ) is arranged.

Apparatus according to claim 3, characterized in that the heat exchanger ( 15 ) in the exhaust pipe ( 14 ) is designed in the form of a double-walled line.

Apparatus according to claim 3 or 4, characterized in that the heat exchanger ( 15 ) is formed isolated from the environment.

Device according to claim 5, characterized in that that the insulation has an evacuated space.

Device according to claim 5, characterized in that that the insulation has a space with insulation material.