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Die
Erfindung betrifft eine Brennstoffzellenanordnung nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Herkömmliche
Brennstoffzellenanordnungen, insbesondere solche von Schmelzkarbonatbrennstoffzellen,
enthalten in Form eines Brennstoffzellenstapels angeordnete Brennstoffzellen,
die jeweils eine Anode und eine Kathode und eine dazwischen angeordnete
Elektrolytmatrix umfassen, einen an einer Seite des Brennstoffzellenstapels
vorgesehenen Anodeneingang zur Zuführung von frischem Brenngas
zu den Anoden und einen Anodenausgang zum Abführen von
verbrauchtem Brenngas von den Anoden, wobei innerhalb der Brennstoffzellen
Gasströmungswege vorgesehen sind, um das Brenngas in einer
gegebenen Hauptströmungsrichtung an den Anoden vorbeizuführen.
Reformiereinheiten dienen zur Umwandlung eines an einem Brennstoffeinlass den
Reformiereinheiten zugeführten Brennstoffs in Reformerbrennstoff
oder Brenngas, welcher an einem Reformerbrennstoffauslass von den
Reformiereinheiten abgegeben wird, wobei die Reformiereinheiten
zwischen benachbarten Brennstoffzellen in thermischem Kontakt mit
diesen innerhalb des Brennstoffzellenstapels angeordnet sind, und
wobei der Reformerbrennstoffauslass der Reformiereinheiten an der
Seite des Brennstoffzellenstapels mündet, an der sich der
Anodeneingang der Brennstoffzellen und ein Brennstoffabgabesystem
zur Verteilung des zu reformierenden Brennstoffs an die einzelnen
Reformiereinheiten befindet. Die Reformiereinheiten dienen somit
einerseits zur Erzeugung von in den Brennstoffzellen umsetzbarem
Brenngas, hergestellt durch Reformierung des den Reformiereinheiten
zugeführten Brennstoffs und andererseits zur inneren Kühlung
des Brennstoffzellenstapels aufgrund des endothermen Charakters
der in den Reformiereinheiten ablaufenden Reaktion, durch welche
aufgrund des thermischen Kontakts mit den Brennstoffzellen den letzteren
Wärme entzogen wird.
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Aus
der
DE 699 10 624
T2 , welche auf die
EP
1 157 437 B1 zurückgeht, ist eine Brennstoffzellenanordnung
der eingangs beschriebenen Art bekannt, bei der an der Seite der
Anodeneingänge der im Brennstoffzellenstapel zusammengefassten Brennstoffzellen
eine Gashaube zur Verteilung des Brenngases auf die Anodeneingänge
vorgesehen ist, unter welcher das Brennstoffabgabesystem untergebracht
ist, das zur Verteilung des zu reformierenden Brennstoffs an die
einzelnen Reformiereinheiten dient. Dieses besteht aus einem Brennstoffversorgungsverteilerrohr,
welchem von außen über ein Brennstoffeinlassleitungsrohr
der zu reformierende Brennstoff zuführbar ist, und welches über
jeweilige Zufuhrleitungen mit den einzelnen Reformiereinheiten verbunden
ist. Die Reformiereinheiten sind durch plattenförmige Elemente
gebildet, welche parallel zu den Brennstoffzellen zwischen diesen
angeordnet sind. Die Reformiereinheiten weisen Brennstoffeinlassöffnungen
an der gleichen Seite des Brennstoffzellenstapels auf, an der sich
auch sowohl die Anodeneingänge als auch die Brennstoffauslässe
der Reformiereinheiten befinden. Der von dem Brennstoffabgabesystem
den einzelnen Reformiereinheiten zugeführte zu reformierende
Brennstoff wird daher in der gleichen Ebene auf einem U-förmigen
Weg durch das Innere der Reformiereinheiten von der Seite des Brennstoffzellenstapels,
an der sich die Anodeneingänge befinden, zunächst
in Gleichstrom zur Hauptströmungsrichtung des Brenngases
an den Anoden bzw. in den an den Anoden vorbeiführenden Gasströmungswegen
in die Reformiereinheiten und dann im Gegenstrom dazu zurückgeführt.
Die beiden entgegengesetzten Strömungspfade innerhalb der Reformiereinheiten
sind bei der bekannten Brennstoffzellenanordnung durch ein Prallblech
getrennt.
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Aus
der
DE 102 32 331
B4 ist eine Brennstoffzellenanordnung mit in Form eines
Brennstoffzellenstapels angeordneten Brennstoffzellen, die jeweils
eine Anode und eine Kathode und eine dazwischen angeordnete Elektrolytmatrix
enthalten, bekannt, bei der an einer Seite des Brennstoffzellenstapels
ein Anodeneingang zur Zuführung von frischem Brenngas zu
den Anoden vorgesehen ist, und die einen Anodenausgang zum Abführen
von verbrauchtem Brenngas von den Anoden aufweist, wobei innerhalb
der Brennstoffzellen wiederum Gasströmungswege vorgesehen
sind, um das Brenngas in einer gegebenen Hauptströmungsrichtung
an den Anoden vorbeizuführen. Zum Zuführen von
frischem Kathodengas zu den Kathoden der Brennstoffzellen weisen diese
einen Kathodeneingang auf und zum Abführen von verbrauchtem
Kathodengas von den Kathoden einen Kathodenausgang, wobei innerhalb
der Brennstoffzellen Gasströmungswege vorgesehen sind,
um das Kathodengas an den Kathoden vorbeizuführen. Die
Gasströmungswege für das Kathodengas weisen teilweise
entgegen der Hauptströmungsrichtung desselben verlaufende
Teile auf, die innerhalb der Brennstoffzellen oder zwischen benachbarten
Brennstoffzellen angeordnet sind, wobei den entgegen der Hauptströmungsrichtung
des Kathodengases verlaufenden Teilen der Gasströmungswege
Kathodengas mit einer im Sinne einer Kühlung der Brennstoffzellen entsprechend
niedrigen Temperatur zuführbar ist. Auf diese Weise leistet
das zugeführte Kathodengas eine innere Kühlung
des Brennstoffzellenstapels, was eine Senkung der Temperatur und
damit eine höhere Stromdichte bewirkt, mit der die Brennstoffzellen
betrieben werden können.
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Die
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Brennstoffzellenanordnung der
eingangs benannten Art zu schaffen, bei welcher zu reformierender
Brennstoff mittels interner Reformierung umgewandelt wird, und die
mit einer hohen Stromdichte betreibbar ist.
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Die
Aufgabe wird durch eine Brennstoffzellenanordnung mit den Merkmalen
des Anspruchs 1 gelöst.
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Vorteilhafte
Ausführungsformen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen
Brennstoffzellenanordnung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Durch
die Erfindung wird eine Brennstoffzellenanordnung mit in Form eines
Brennstoffzellenstapels angeordneten Brennstoffzellen, die jeweils
eine Anode und eine Kathode und eine dazwischen angeordnete Elektrolytmatrix
enthalten, geschaffen, mit einem an einer Seite des Brennstoffzellenstapels
vorgesehenen Anodeneingang zur Zuführung von frischem Brenngas
zu den Anoden und einem Anodenausgang zum Abführen von
verbrauchtem Brenngas von den Anoden, wobei innerhalb der Brennstoffzellen
Gasströmungswege vorgesehen sind, um das Brenngas in einer
vorgegebenen Hauptströmungsrichtung an den Anoden vorbeizuführen,
mit Reformiereinheiten zur Umwandlung eines an einem Brennstoffeinlass
den Reformiereinheiten zugeführten Brennstoffs in Reformerbrennstoff,
welcher an einem Reformerbrennstoffauslass von den Reformiereinheiten
abgegeben wird, wobei die Reformiereinheiten zwischen benachbarten
Brennstoffzellen in thermischem Kontakt mit diesen innerhalb des Brennstoffzellenstapels
angeordnet sind, und wobei der Reformerbrennstoffauslass der Reformiereinheiten
an der Seite des Brennstoffzellenstapels mündet, an der
sich der Anodeneingang der Brennstoffzellen befindet, und mit einem
Brennstoffabgabesystem zur Verteilung des zu reformierenden Brennstoffs
an die einzelnen Reformiereinheiten. Erfindungsgemäß ist es
vorgesehen, dass die Brennstoffeinlässe der Reformiereinheiten
an der dem Anodeneingang gegenüberliegenden Seite des Brennstoffzellenstapels
vorgesehen sind und die Reformiereinheiten im Gegenstrom zur Hauptströmungsrichtung
des Brenngases in dem an den Anoden vorbeiführenden Gasströmungswegen
von dem zu reformierenden Brennstoff durchströmt werden,
und dass das zur Verteilung des zu reformierenden Brennstoffs vorgesehene
Brennstoffabgabesystem an der dem Anodeneingang gegenüberliegenden
Seite des Brennstoffzellenstapels vorgesehen ist.
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Besonderer
Vorteil der Erfindung ist, dass keine Umlenkung des Brennstoffs
in der Ebene der Reformiereinheiten erfolgt, wie dies beim Stand
der Technik der Fall ist. Dadurch werden die Druckverluste erheblich
(50%) reduziert, so dass ein weitaus höherer Gasdurchsatz
als bei Brennstoffzellenanlagen mit gleichen Abmessungen der Bauteile
möglich ist. Dadurch sind Anlagen der bisherigen Größenordnung
auch mit biogenen Gasen betreibbar, die im Vergleich zu Methan einen
niedrigeren Brennwert haben.
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Durch
die Strömungsführung des zu reformierenden Brennstoffs
in der Ebene der Reformiereinheiten ist es weiterhin möglich,
die Kühlung im Stack zu optimieren. Bei Führung
des Kathodengases im Kreuzstrom zum Brennstoff ist die Temperatur im
Bereich des Kathodeneingangs niedriger als im Bereich des Kathodenausgangs.
Um eine zu starke Abkühlung durch den Reformiervorgang
in den dem Kathodeneingangsbereich benachbarten Bereichen zu verhindern,
ist es einfach möglich, den Brennstoffstrom in den entsprechenden
Bereichen der Reformiereinheiten zu reduzieren oder durch Separierung
entsprechender Bereiche durch Wände ganz zu vermeiden,
indem erfindungsgemäß einfach entsprechende Bereiche
(20 bis 100% der max. möglichen Breite) von der Überdeckung
der mit den Reformiereinheiten verbundenen Brennstoffzuführungen
ausgespart werden. Alternativ oder zusätzlich wird in den entsprechenden
Bereichen auf die Positionierung von Katalysatormaterial verzichtet.
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Gemäß einer
vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Brennstoffzellenanordnung ist an der den Anodeneingängen
gegenüberliegenden Seite des Brennstoffzellenstapels eine
zur Aufnahme des von den Anodenausgängen abgeführten verbrauchten
Brenngases dienende Gashaube vorgesehen, wo das Brennstoffabgabesystem
angeordnet ist.
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Gemäß einer
Ausführungsform der Erfindung begrenzt die Gashaube einen
das von den Anodenausgängen abgeführte verbrauchte
Brenngas aufnehmenden Raum, in welchem mit den Brennstoffeinlässen
einer jeden Reformiereinheit verbundene jeweilige Brennstoffzuführungen
und eine mit jeder der Brennstoffzuführungen verbundene
Verteilerleitung angeordnet sind.
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Dabei
ist vorteilhafterweise die Verteilerleitung mit den Brennstoffzuführungen über
jeweilige Zwischenleitungen verbunden, welche jeweils ein dielektrisches
Trennelement zur elektrischen Isolierung der Reformer von der Verteilerleitung
enthalten.
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Gemäß einer
anderen Ausführungsform kann es vorgesehen sein, dass die
Gashaube einen das von den Anodenausgängen abgeführte
verbrauchte Brenngas aufnehmenden Raum begrenzt, in welchem mit
den Brennstoffeinlässen einer jeden Reformiereinheit verbundene
jeweilige Brennstoffzuführungen angeordnet sind, und die
Gashaube enthält einen den zur Aufnahme des verbrauchten Brenngases
von den Anodenausgängen dienenden Raum bildenden ersten
Gasführungsweg und, gegen diesen abgedichtet und mit den
Brennstoffzuführungen verbunden, einen Gasführungskanal
oder mehrere Gasführungskanäle zur Abgabe von
Brennstoff an die Brennstoffzuführungen.
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Auch
dabei kann es vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass der Gasführungskanal
oder die Gasführungskanäle mit den Brennstoffzuführungen über
jeweilige Zwischenleitungen verbunden sind, welche jeweils ein dielektrisches
Trennelement zur elektrischen Isolierung der Reformer von der Verteilerleitung
enthalten.
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Der
Gasführungskanal kann einen an einer Längsseite
der Gashaube befindlichen Rahmen der Gashaube bilden.
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Andererseits
können die mehreren Gasführungskanäle
einen an beiden Längsseiten verlaufenden Rahmen der Gashaube
bilden.
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Vorzugsweise
sind die Reformiereinheiten durch zu den Brennstoffzellen parallel
angeordnete plattenförmige Elemente gebildet, welche jeweils ausschließlich
Gasströmungswege definieren, die im Gegenstrom zur Hauptströmungsrichtung
des reformierten Brenngases in den an den Anoden vorbeiführenden
Gasströmungswegen durchströmt werden.
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Die
von den plattenförmigen Elementen definierten Gasströmungswege
können ein Material eines Reformierkatalysators enthalten.
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Die
Reformiereinheiten können Bipolarbleche enthalten, durch
welche benachbarte Brennstoffzellen des Brennstoffzellenstapels
gegeneinander begrenzt und elektrisch kontaktiert sind.
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Die
Bipolarbleche können die Gasströmungswege in den
Reformiereinheiten gegen eine der benachbarten Brennstoffzellen
hin begrenzen.
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Im
Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand
der Zeichnung erläutert. Es zeigen:
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1 eine
schematisierte perspektivische Teilansicht einer Brennstoffzellenanordnung
mit in Form eines Brennstoffzellenstapels angeordneten Brennstoffzellen
zur Erläuterung des prinzipiellen Flusses der Gase durch
die Brennstoffzellen gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung;
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2 eine
schematisierte Ansicht einer Brennstoffzelle von der Stirnseite
des in 1 gezeigten Brennstoffzellenstapels, wobei die
Strömungswege durch im Brennstoffzellenstapel vorgesehene
Reformiereinheiten und an den Anoden der Brennstoffzellen vorbei
dargestellt sind, gemäß einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung und
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3 eine
schematisierte Ansicht einer Brennstoffzelle von der Stirnseite
des in 1 gezeigten Brennstoffzellenstapels, wobei die
Strömungswege durch im Brennstoffzellenstapel vorgesehene
Reformiereinheiten und an den Anoden der Brennstoffzellen vorbei
dargestellt sind, gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel
der Erfindung.
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Der
in 1 schematisiert in einer teilweisen perspektivischen
Ansicht dargestellte, insgesamt mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnete
Brennstoffzellenstapel enthält eine Anzahl von Brennstoffzellen 12.
Die Brennstoffzellen 12 enthalten jeweils, wie in 1 lediglich
schematisiert angedeutet ist, eine Anode 1, eine Kathode 2 und
eine dazwischen angeordnete Elektrolytmatrix 3. Weiter
sind im Brennstoffzellenstapel 10 Reformiereinheiten 18 vorgesehen,
die durch plattenförmige Elemente gebildet sind. Die Reformiereinheiten 18 können
am Ende des Brennstoffzellenstapels 10 oder insbesondere
zwischen zwei benachbarten Brennstoffzellen 12 angeordnet
sein. Es können jeweils mehrere Brennstoffzellen 12 zu
einer Gruppe zusammengefasst und die Reformiereinheiten 18 an
einer oder zwischen zwei benachbarten Gruppen von Brennstoffzellen 12 angeordnet
sein. Bei benachbarten Brennstoffzellen, die durch Reformiereinheiten 18 voneinander
getrennt sind, können die Bipolarbleche 4 auch
Bestandteile der Reformiereinheiten 18 bilden oder in diesen
enthalten sein. Die Bipolarbleche 4 dienen dazu, die Ströme
eines Brenngases B und eines Kathodengases oder Oxidationsgases
O voneinander getrennt über die Anode 1 bzw. über
die Kathode 2 jeweiliger Brennstoffzellen zu führen.
Der elektrische Kontakt zur Anode 1 und zur Kathode 2 wird
durch jeweilige an diesen Elektroden angeordnete Stromkollektoren
hergestellt, die in der 1 nicht eigens dargestellt sind.
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Bei
dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel durchsetzen
der Strom des Brenngases B und der des Kathodengases O den Brennstoffzellenstapel 10 quer
zueinander, d. h. nach Art eines Kreuzstroms. Ein Anodeneingang 13 dient
zur Zuführung von frischem Brenngas B zu den Anoden 1 und ein
Anodenausgang 14 zum Abführen von verbrauchtem
Brenngas B von denselben. Ein Kathodeneingang 15 dient
zur Zuführung von frischem Kathodengas oder Oxidationsgas
O zu den Kathoden 2 und schließlich ein Kathodenausgang 16 zum
Abführen von verbrauchtem Kathodengas O von denselben.
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Die 2 und 3 zeigen
einen Schnitt durch jeweils eine Reformiereinheit 18 quer
zur Längsrichtung des Brennstoffzellenstapels 10 und stellen
insbesondere die Gasströmungswege durch die Reformiereinheiten 18 und
die Gasströmungswege entlang den Anoden 1 dar,
wobei die Gasströmungswege durch die Reformiereinheiten 18 durch fett
gezeichnete Pfeile und die Gasströmungswege an den Anoden 1 durch
dünn gezeichnete Pfeile gezeigt sind.
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Den
Reformiereinheiten 18 wird an einem Brennstoffeinlass 181 zu
reformierender Brennstoff zugeführt und dieser nach seiner
Umwandlung an einem Reformerbrennstoffauslass 182 abgegeben.
Bei der Reformierung des Brennstoffs, welcher ein endothermer Vorgang
ist, wird der oder den benachbarten Brennstoffzellen 12 innerhalb
des Brennstoffzellenstapels 10 aufgrund des Umstands, dass
die Reformiereinheiten 18 in thermischem Kontakt mit diesen stehen,
Wärme entzogen und damit eine Kühlung derselben
bewirkt.
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Der
Auslass 182 der Reformiereinheiten 18, an dem
der reformierte Brennstoff abgegeben wird, befindet sich an der
Seite des Brennstoffzellenstapels 10, an der sich auch
der Anodeneingang 13 der Brennstoffzellen 12 befindet.
Das heißt, der von den Reformiereinheiten 18 abgegebene
reformierte Brennstoff steht den Anoden 1 an ihrem Eingang 13 als
Brenngas zur Verfügung. Die Brennstoffeinlässe 181 der
Reformiereinheiten 18 dagegen sind an der dem Anodeneingang 13 gegenüberliegenden
Seite des Brennstoffzellenstapels 10 vorgesehen, so dass die
Strömungsrichtung des zu reformierenden Brennstoffs (mit
fetten Linien gezeichnete Pfeile) durch die Reformiereinheiten 18 einen
Gegenstrom bildet zur Hauptströmungsrichtung des Brenngases
B (mit dünnen Linien gezeichnete Pfeile) an den Anoden 1.
Wie die 2 und 3 erkennen
lassen, findet also durch die Reformiereinheiten 18 ein
gleichmäßig verteilter Gegenstrom gegenüber
der Strömung an den Anoden 1 statt, welcher im
Wesentlichen über die gesamte Fläche der Reformiereinheiten 18 gleichmäßig verteilt
ist. Somit erfolgt ein gleichmäßiger Wärmeübergang
von den Anoden 1 auf die Reformiereinheiten 18 im
Sinne einer gleichmäßigen Kühlung des Brennstoffzellenstapels über
im Wesentlichen seine gesamte Querschnittsfläche.
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Im
Fall, dass das im Kreuzstrom zum Brennstoffstrom geführte
Kathodengas mit niedriger Temperatur in den Kathodeneingang eintritt,
kann es wünschenswert sein, den Brennstoffstrom im Kathodeneingangsbereich
zu reduzieren, um die Reformierung und die damit einhergehende Abkühlung
dort zu verhindern. Dies ist mit der erfindungsgemäßen
Einrichtung durch einfache Maßnahmen zu realisieren, indem
der Brenstoffstrom variabel anpassbar ist, wie dies weiter unten
näher beschrieben wird.
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Wie
die 2 und 3 erkennen lassen, ist an der
Seite der Brennstoffeinlässe 181 der Reformiereinheiten 18 ein
insgesamt mit dem Bezugszeichen 19 kenntlich gemachtes
Brennstoffabgabesystem vorgesehen, das zur Verteilung des zu reformierenden
Brennstoffs auf die einzelnen Reformiereinheiten 18 dient.
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Das
Brennstoffabgabesystem 19 umfasst bei den dargestellten
Ausführungsbeispielen mit den Brennstoffeinlässen 181 einer
jeden Reformiereinheit 18 verbundene Brennstoffzuführungen 191,
mittels welcher der zugeführte zu reformierende Brennstoff
gleichmäßig über die gesamte Breite der
Reformiereinheiten 18 verteilt wird, und eine mit jeder
dieser Brennstoffzuführungen 191 verbundene Verteilerleitung 192 (2)
bzw. einen mit jeder dieser Brennstoffzuführungen 191 verbundenen
Kanal 41 (3). Die Verteilerleitung 192 bzw.
der Kanal 41 ist über jeweilige Zwischenleitungen 193 mit
den Brennstoffzuführungen 191 verbunden. Die Zwischenleitungen 193 enthalten
jeweils ein dielektrisches Trennelement 194, welches eine
elektrische Isolierung der Reformiereinheiten 18 von der
Verteilerleitung 192 bzw. vom Kanal 41 bewirkt.
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Durch
die Strömungsführung des zu reformierenden Brennstoffs
in der Ebene der Reformiereinheiten ist es möglich, die
Kühlung im Stack zu optimieren. Wie oben schon dargestellt,
ist bei Führung des Kathodengases im Kreuzstrom zum Brennstoff die
Temperatur im Bereich des Kathodeneingangs niedriger als im Bereich
des Kathodenausgangs. Um eine zu starke Abkühlung durch
den Reformiervorgang in den dem Kathodeneingangsbereich benachbarten
Bereichen zu verhindern, ist es einfach möglich, den Brennstoffstrom
in den entsprechenden Bereichen der Reformiereinheiten zu reduzieren
oder durch Abschottung entsprechender Bereiche ganz zu vermeiden,
indem Bereiche (20 bis 100% der max. möglichen Breite)
der Reformiereinheiten von der Überdeckung der mit den
Reformiereinheiten verbundenen Brennstoffzuführungen 191 ausgenommen
werden. Die von den Brennstoffzuführungen 191 ausgenommenen
Bereiche der Reformiereinheiten werden dazu mit Abdeckungen 6 versehen
und dadurch der Brennstoffzutritt dort verhindert. Um die entsprechenden
kathodeneingangsseitigen Bereiche der Reformiereinheiten ganz von
der Durchströmung mit Brennstoff auszunehmen, können
in den Reformiereinheiten zur Abschottung parallel zur Strömungsrichtung
verlaufende Wände 5 vorgesehen sein. Entsprechende
Abdeckungen 7 bzw. Wände 5 und eine durch
eine Linie 7 begrenzte, in der Breite verkleinerte Brennstoffzuführung 191 sind
in 2 durch unterbrochene Linien angedeutet. Alternativ oder
zusätzlich kann in den entsprechenden kathodeneingangsseitigen
Bereichen auf die Positionierung von Katalysatormaterial verzichtet
werden.
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Bei
den in den 2 und 3 dargestellten Ausführungsbeispielen
ist an der den Anodeneingängen 13 gegenüberliegenden
Seite des Brennstoffzellenstapels 10 eine Gashaube 24 vorgesehen,
welche zur Aufnahme des von den Anodenausgängen 14 abgeführten,
verbrauchten Brenngases dient, und in der das Brennstoffabgabesystem 19 angeordnet
ist. An der Seite der Anodeneingänge 13 ist eine ähnliche
Gashaube 23 vorgesehen, welche zum Zuführen des
reformierten Brenngases zu den Anodeneingängen 13 dient.
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Bei
dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel begrenzt
die Gashaube 24 einen das von den Anodenausgängen 14 abgeführte
verbrauchte Brenngas aufnehmenden Raum, in welchem die mit den Brennstoffeinlässen 181 einer
jeden Reformiereinheit 18 verbundenen Brennstoffzuführungen 191 und
die mit diesen verbundene Verteilerleitung 192 sowie die
Zwischenleitungen 193, welche jeweils das besagte dielektrische
Trennelement 194 enthalten, angeordnet sind.
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Bei
dem in 3 gezeigten Ausführungsbeispiel begrenzt
die Gashaube 24 wiederum einen das von den Anodenausgängen 14 abgeführte
verbrauchte Brenngas aufnehmenden Raum, in welchem wiederum die
mit den Brennstoffeinlässen 181 der Reformer 18 verbundenen
jeweiligen Brennstoffzuführungen 191 angeordnet
sind, aber die Gashaube 24 ist außerdem so ausgebildet,
dass sie einen ersten Gasführungsweg 14a enthält,
der den zur Aufnahme des verbrauchten Brenngases von den Anodenausgängen 14 dienenden
Raum bildet, sowie einen oder mehrere Gasführungskanäle 41,
welche gegen den besagten ersten Gasführungsweg 14a abgedichtet
und mit den Brennstoffzuführungen 191 verbunden
sind, und die zur Abgabe des zu reformierenden Brennstoffs an die
Brennstoffzuführungen 191 vorgesehen sind. Die
Gasführungskanäle 41 sind mit den Brennstoffzuführungen 191 über
die besagten Zwischenleitungen 193 verbunden, welche jeweils
das besagte dielektrische Trennelement 194 enthalten.
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Der
oder die Gasführungskanäle 41 sind bei dem
in 3 gezeigten Ausführungsbeispiel an der Längsseite
der Gashaube 24 in Form eines Rahmenrohrs derselben angeordnet,
welches sich an beiden Längsseiten desselben erstreckt.
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Die
Reformiereinheiten 18 sind bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen
durch plattenförmige Elemente gebildet, die zu den Brennstoffzellen 12 parallel
angeordnet sind, und können ein Material eines Reformierkatalysators
in an sich bekannter Anordnung und Weise enthalten. Insbesondere
kann das Material des Reformierkatalysators in Gasströmungswegen
angeordnet sein, die durch die besagten plattenförmigen
Elemente definiert sind.
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Wie
schon eingangs erwähnt, können die Reformiereinheiten 18 Bipolarbleche 4 enthalten, durch
welche jeweils benachbarte Brennstoffzellen 12 gegeneinander
begrenzt und elektrisch kontaktiert sind. Insbesondere können
die Bipolarbleche 4 die Gasströmungswege in den
Reformiereinheiten 18 gegen eine der benachbarten Brennstoffzellen 12 hin begrenzen.
Eine elektrische Kontaktierung der Bipolarbleche 4 kann
in an sich bekannter Weise durch geeignete Stromkollektoren erfolgen.
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- 1
- Anode
- 2
- Kathode
- 3
- Elektrolytmatrix
- 5
- Wand
- 6
- Abdeckung
- 7
- Begrenzungslinie
- 4
- Bipolarblech
- 10
- Brennstoffzellenstapel
- 12
- Brennstoffzelle
- 13
- Anodeneingang
- 14
- Anodenausgang
- 14a
- erster
Gasführungsweg
- 15
- Kathodeneingang
- 16
- Kathodenausgang
- 18
- Reformiereinheit
- 19
- Brennstoffabgabesystem
- 23
- Gashaube
- 24
- Gashaube
- 41
- Gasführungskanal
- 181
- Brennstoffeinlass
- 182
- Reformerbrennstoffauslass
- 191
- Brennstoffzuführung
- 192
- Verteilerleitung
- 193
- Zwischenleitung
- 194
- dielektrisches
Trennelement
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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-
Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 69910624
T2 [0003]
- - EP 1157437 B1 [0003]
- - DE 10232331 B4 [0004]