DE102007055226A1 - Ergänzende Kühlmittelerwärmung für Brennstoffzellen mit Metallplatten - Google Patents
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Abstract
Description
- HINTERGRUND DER ERFINDUNG
- 1. Gebiet der Erfindung
- Diese Erfindung betrifft allgemein ein System und ein Verfahren zum Erwärmen eines Kühlfluids in einem Kühlfluideinlassabschnitt eines Brennstoffzellenstapels bei einem Kaltstapelstart und insbesondere ein System und ein Verfahren zum Erwärmen des Kühlfluids in einem Kühlfluideinlassabschnitt eines Brennstoffzellenstapels bei einem Kaltstapelstart, wobei das System und das Verfahren umfassen, dass Strukturen in dem Kathodenströmungsfeld des Einlassbereiches mit einem Katalysator beschichtet werden und Wasserstoff in die Kathodeneinlasssammelleitung beim Start eingeführt wird, um eine chemische Reaktion zu bewirken, die Wärme erzeugt.
- 2. Beschreibung des Standes der Technik
- Wasserstoff ist ein sehr attraktiver Brennstoff, da er rein ist und dazu verwendet werden kann, effizient Elektrizität in einer Brennstoffzelle zu erzeugen. Eine Wasserstoff-Brennstoffzelle ist eine elektrochemische Vorrichtung, die eine Anode und eine Kathode mit einem Elektrolyt dazwischen aufweist. Die Anode nimmt Wasserstoffgas auf, und die Kathode nimmt Sauerstoff oder Luft auf. Das Wasserstoffgas wird in der Anode aufgespalten, um freie Protonen und Elektronen zu erzeugen. Die Protonen gelangen durch den Elektrolyt an die Kathode. Die Protonen reagieren mit dem Sauerstoff und den Elektronen in der Kathode, um Wasser zu erzeugen. Die Elektronen von der Anode können nicht durch den Elektrolyt gelangen und werden somit durch eine Last geführt, in der sie Arbeit verrichten, bevor sie an die Kathode geliefert werden.
- Protonenaustauschmembran-Brennstoffzellen (PEMFC) stellen eine populäre Brennstoffzelle für Fahrzeuge dar. Die PEMFC weist allgemein eine protonenleitende Festpolymerelektrolytmembran auf, wie eine Perfluorsulfonsäuremembran. Die Anode und die Kathode weisen typischerweise fein geteilte katalytische Partikel, gewöhnlich Platin (Pt), auf, die auf Kohlenstoffpartikeln getragen und mit einem Ionomer gemischt sind. Die katalytische Mischung wird auf entgegengesetzten Seiten der Membran aufgebracht. Die Kombination der katalytischen Anodenmischung, der katalytischen Kathodenmischung und der Membran definiert eine Membranelektrodenanordnung (MEA). MEAs sind relativ teuer herzustellen und erfordern bestimmte Bedingungen für einen effektiven Betrieb.
- Typischerweise werden mehrere Brennstoffzellen in einem Brennstoffzellenstapel kombiniert, um die gewünschte Leistung zu erzeugen. Für den oben erwähnten Kraftfahrzeug-Brennstoffzellenstapel kann der Stapel zweihundert oder mehr Brennstoffzellen aufweisen. Der Brennstoffzellenstapel nimmt ein Kathodenreaktandengas, typischerweise eine Strömung aus Luft auf, die durch einen Kompressor über den Stapel getrieben wird. Es wird nicht der gesamte Sauerstoff von dem Stapel verbraucht, und ein Teil der Luft wird als ein Kathodenabgas ausgegeben, das Wasser als ein Stapelnebenprodukt enthalten kann. Der Brennstoffzellenstapel nimmt auch ein Anodenwasserstoffreaktandengas auf, das in die Anodenseite des Stapels strömt.
- Der Brennstoffzellenstapel weist eine Serie von Strömungsfeld- oder Bipolarplatten auf, die zwischen den verschiedenen MEAs in dem Stapel positioniert sind. Die Bipolarplatten weisen eine Anodenseite und eine Kathodenseite für benachbarte Brennstoffzellen in dem Stapel auf. Auf der Anodenseite der Bipolarplatten sind Anodengasströmungskanäle vorgesehen, die ermöglichen, dass das Anodengas an die Anodenseite der MEA strömen kann. Auf der Kathodenseite der Bipolarplatten sind Kathodengasströmungskanäle vorgesehen, die ermöglichen, dass das Kathodengas an die Kathodenseite der MEA strömen kann. Die Bipolarplatten weisen auch Strömungskanäle auf, durch die ein Kühlfluid strömt.
- Überschüssige Stapeltemperaturen können die Membran und andere Materialien in dem Stapel beschädigen. Brennstoffzellensysteme verwenden daher ein thermisches Subsystem, um die Temperatur des Brennstoffzellenstapels zu steuern. Insbesondere wird ein Kühlfluid durch die Kühlfluidströmungskanäle in den Bipolarplatten des Stapels gepumpt, um Stapelabwärme abzuziehen. Im normalen Brennstoffzellenstapelbetrieb wird die Drehzahl der Pumpe auf Grundlage der Stapellast, der Umgebungstemperatur und anderer Faktoren gesteuert, so dass die Betriebstemperatur des Stapels bei einer optimalen Temperatur gehalten wird, wie beispielsweise 80°C. Typischerweise ist ein Kühler in einem Kühlfluidkreislauf außerhalb des Stapels vorgesehen, der die Temperatur des von dem Stapel erhitzten Kühlfluids reduziert, wobei das gekühlte Kühlfluid zurück durch den Stapel umgewälzt wird.
- Bei einem Start des Brennstoffzellensystems bei normaler Temperatur, d.h. über 0°C, wird die Kühlfluidpumpe typischerweise unmittelbar gestartet, so dass die Stapelkomponenten infolge der durch die Brennstoffzellenreaktion erzeugten Wärme nicht geschädigt werden. Wenn jedoch das Kühlfluid in dem Kühlmittelkreislauf und dem Stapel beim System start sehr kalt ist und die Pumpe gestartet wird, besitzt das kalte Kühlfluid eine Auslöschwirkung auf die Brennstoffzellenreaktion, die zur Folge hat, dass die Stapelausgangsspannung und die Stapelausgangsleistung signifikant abfallen. Insbesondere reduziert die Temperatur unter Null des Kühlfluids besonders bei einem Hochleistungsstart die Fähigkeit des Stapels zur Erzeugung der gewünschten Leistung signifikant. Diese Auslöschwirkung kann für mehrere Sekunden und möglicherweise mehrere zehn Sekunden abhängig von der Pumpendrehzahl und dem Kühlfluidvolumen andauern.
- In der Technik ist es bekannt, den Start der Pumpe bei einem Kaltsystemstart so lange zu verzögern, bis der Stapel signifikant Abwärme erzeugt. Jedoch tritt schließlich das kalte Kühlfluid in den Stapel ein, wenn die Pumpe gestartet wird, was dieselbe Auslöschwirkung auf die warmen Brennstoffzellen besitzt. Ferner kann die Strömung von sehr kaltem Kühlfluid beim Kaltstart ein Gefrieren des durch den Stapel erzeugten Produktwassers bewirken, was Strömungskanäle blockieren und weitere signifikante Probleme bewirken könnte.
- ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
- Gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung ist ein Brennstoffzellenstapel offenbart, der mit Katalysator versehene Strukturen in dem Kathodenströmungsfeld des nicht aktiven Einlassgebiets des Stapels aufweist. Beim Kaltsystemstart wird Wasserstoff in die Kathodeneinlasssammelleitung zur Mischung mit Luft eingeführt, so dass eine chemische Reaktion durch den Katalysator vorgesehen wird, die Wärme erzeugt, um das Kühlfluid in dem nicht aktiven Einlassgebiet zu erwärmen. Daher ist, wenn die Kühlfluidpumpe gestartet wird, das Kühlfluid, das in den aktiven Bereich des Stapels eintritt, nicht kalt genug, um die chemische Reak tion auszulöschen. Bei alternativen Ausführungsformen können Strukturen in dem Anodenströmungsfeld in dem nicht aktiven Einlassgebiet ebenfalls mit Katalysator versehen sein, wobei beim Kaltstart Luft in das Anodenströmungsfeld eingeführt wird. Auch können mit Katalysator versehene Strukturen in dem Kathodenströmungsfeld und/oder dem Anodenströmungsfeld in dem nicht aktiven Auslassgebiet des Brennstoffzellenstapels vorgesehen sein.
- Zusätzliche Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung und den angefügten Ansprüchen in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen offensichtlich.
- KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
1 ist eine Schnittansicht eines Brennstoffzellenstapels, der nicht aktive Gebiete und ein aktives Gebiet aufweist; und -
2 ist eine Schnittansicht einiger Brennstoffzellen in dem nicht aktiven Gebiet des Brennstoffzellenstapels, die mit Katalysator versehene Strukturen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. - DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
- Die folgende Beschreibung der Ausführungsformen der Erfindung, die auf einen Brennstoffzellenstapel gerichtet ist, der katalysatorbeschichtete Strukturen in einem nicht aktiven Kathodeneinlassgebiet des Brennstoffzellenstapels aufweist, um eine Erwärmung von Kühlfluid beim Kaltstart bereitzustellen, ist lediglich beispielhafter Natur und nicht dazu bestimmt, die Erfindung, ihre Anwendung bzw. ihren Gebrauch zu beschränken.
-
1 ist eine Schnittansicht durch eine Brennstoffzelle eines Brennstoffzellenstapels10 , der ein aktives Gebiet12 aufweist. Der Brennstoffzellenstapel10 weist ferner eine Anodeneinlasssammelleitung14 , eine Anodenauslasssammelleitung16 , eine Kathodeneinlasssammelleitung18 , eine Kathodenauslasssammelleitung20 , eine Kühlfluideinlasssammelleitung22 und eine Kühlfluidauslasssammelleitung24 auf. Der Brennstoffzellenstapel10 weist ferner ein nicht aktives Einlassgebiet26 zwischen den Einlasssammelleitungen14 ,18 und22 und dem aktiven Gebiet12 auf, durch das das Kathodenreaktandengas, das Anodenreaktandengas und das Kühlfluid durch jeweilige Kanäle zu dem aktiven Gebiet12 strömen. Der Brennstoffzellenstapel10 weist auch ein nicht aktives Auslassgebiet28 zwischen dem aktiven Gebiet12 und den Auslasssammelleitungen16 ,20 und24 auf, durch das die Abgase und das erwärmte Kühlfluid durch jeweilige Kanäle zu Auslasssammelleitungen16 ,20 und24 strömen. - Gemäß der Erfindung ist eine geeignete Struktur in den Kathoden- und/oder Anodengasströmungsfeldern des nicht aktiven Einlassgebietes
26 mit einem geeigneten Niedertemperaturkatalysator beschichtet, der Sauerstoff und Wasserstoff chemisch in Reaktion bringt, um Wärme zu erzeugen.2 ist eine Schnittansicht einer Vielzahl von Brennstoffzellen40 in dem nicht aktiven Einlassgebiet26 in dem Stapel10 . Bei dieser Ausführungsform weist der Brennstoffzellenstapel10 geprägte Strömungsfeld- oder Bipolarplatten auf, wobei die Bipolarplatten in dem Stapel10 aus einem geeigneten Metall geprägt sind, um Kathodenströmungskanäle, Anodenströmungskanäle und Kühlfluidströmungskanäle zu definieren. Die geprägten Platten sind an geeigneten Stellen miteinander verschweißt oder verklebt, wie es in der Technik gut bekannt ist, um die vollständige Bipolarplatte aus den geprägten Platten bereitzustellen. Bei anderen Ausführungsformen können die geprägten Platten verschachtelt oder aus einem geeigneten Kompositmaterial, wie Graphit, hergestellt sein. - In dem aktiven Gebiet
12 des Brennstoffzellenstapels10 weist jede Brennstoffzelle40 eine anodenseitige Diffusionsmediumschicht42 , eine kathodenseitige Diffusionsmediumschicht44 und eine Membran46 dazwischen auf. Bei dieser Ausführungsform erstreckt sich die Membran46 durch das Einlassgebiet26 zwischen den verschiedenen Strömungsfeldplatten. Die Strömungsfeldplatten weisen kathodenseitige Strömungsfeldplatten48 , die Kathodenströmungskanäle50 definieren, und anodenseitige Strömungsfeldplatten52 auf, die Anodenströmungskanäle54 definieren, wobei die Kombination der Platten48 und52 Kühlfluidströmungskanäle58 dazwischen definiert. Bei bestimmten Brennstoffzellenstapelkonstruktionen kann zwischen der Membran46 und den kathodenseitigen Strömungsfeldplatten48 eine Beilage64 vorgesehen sein und zwischen der Membran46 und den anodenseitigen Strömungsfeldplatten52 kann eine Beilage66 vorgesehen sein. - Gemäß der Erfindung ist auf verschiedenen Strukturen in den Kathoden- und/oder Anodenströmungsfeldern eine Katalysatorschicht vorgesehen. Beispielsweise kann die den Kathodenströmungskanälen
50 zugewandte Seite der Kathodenströmungsfeldplatte48 mit einer Katalysatorschicht70 versehen sein und eine den Kathodenströmungskanälen50 zugewandte Seite der Beilagen64 kann mit einer Katalysatorschicht72 beschichtet sein. Auch kann die den Anodenströmungskanälen54 zugewandte Seite der Anodenströmungsfeldplatten52 mit einer Katalysatorschicht76 versehen sein und die den Anodenströmungskanälen54 zugewandte Seite der Beilagen66 kann mit einer Katalysatorschicht80 versehen sein. - Es muss nicht notwendig sein, sowohl die Kathodenströmungskanäle
50 als auch die Anodenströmungskanäle54 oder sowohl die Kathodenströmungsfeldplatten48 als auch die Beilagen64 oder sowohl die Anodenströmungsfeldplatten52 als auch die Beilagen66 mit Katalysator zu versehen. Die Bestimmung, welche Strukturen bzw. Aufbauten in dem Stapel10 mit Katalysator versehen werden, hängt von dem Aufbau des Stapels10 und der angestrebten Wärmemenge ab. Für die hier beschriebenen Zwecke kann ein beliebiger geeigneter Niedertemperaturkatalysator und eine beliebige geeignete Katalysatorbeladung bereitgestellt werden. Bei einem nicht beschränkenden Beispiel ist der Katalysator Cerdioxid gestütztes Platin. - Beim Kaltsystemstart, typischerweise unter 0°C, wird Wasserstoff in die Kathodeneinlasssammelleitung
18 eingeführt, der chemisch mit dem Sauerstoff in der Luft und dem Katalysator reagiert, wobei Wärme erzeugt wird. Alternativ dazu oder gleichzeitig kann Luft in die Anodeneinlasssammelleitung14 eingeführt werden, die chemisch mit dem Wasserstoff und dem Katalysator reagiert, wobei Wärme erzeugt wird. Die Wärme wird durch die Metallstrukturen an der Platte von den Kathodenströmungskanälen und/oder den Anodenströmungskanälen an die benachbarten Kühlfluidströmungskanäle48 übertragen, um so das Kühlfluid darin zu erwärmen. Nach einer geeigneten Zeitdauer wird die Pumpe des thermischen Subsystems gestartet, um das nun erwärmte Kühlfluid in die Kühlfluidströmungskanäle des aktiven Gebietes12 zu pumpen und Wärme davon abzuziehen, da der Stapel10 begonnen hat Wärme aus seinem Betrieb zu erzeugen. Anschließend wird die Wasserstoffströmung zu der Kathodenseite und/oder die Luftströmung zu der Anodenseite gestoppt, da die Erwärmung des Kühlfluids nicht mehr erforderlich ist. Die Bestimmung, wann die Wasserstoff- und/oder Luftströmung zu den Strömungs feldern beim Systemstart gestartet und gestoppt wird, hängt von vielen Parametern ab, wie dem Fachmann gut bekannt ist. - Wie oben beschrieben ist, erstreckt sich die Membran
46 in das nicht aktive Einlassgebiet26 . Bei alternativen Ausführungsformen ist die Membran46 in dem nicht aktiven Einlassgebiet26 nicht vorgesehen, sondern gegen eine Unterdichtung, einen Metallträger oder einen anderen geeigneten Aufbau ausgetauscht. - Bei der oben beschriebenen Ausführungsform ist der Katalysator auf die Strömungsfeldplatten oder Beilagen beschichtet. Bei alternativen Ausführungsformen kann der Katalysator auf einen beliebigen anderen geeigneten Aufbau in dem nicht aktiven Gebiet
26 beschichtet sein, um die chemische Reaktion bereitzustellen. Die Membran46 und/oder die Diffusionnsmediumschichten42 ,44 in dem nicht aktiven Gebiet26 können zu demselben Zweck ebenfalls mit einem Niedertemperaturkatalysator beschichtet sein. Ferner kann es erwünscht sein, auch die Kathoden- und/oder Anodenströmungsfeldstrukturen in dem nicht aktiven Auslassgebiet28 mit Katalysator zu versehen, da, wenn die Pumpe das Kühlfluid umwälzt, dieses an die Einlasssammelleitung22 zurückgeführt wird. Bei dieser Konstruktion kann ein schneller Systemstart durch Erwärmung des Kühlfluids an beiden Enden des Stapels10 profitieren. - Bei einer typischen Brennstoffzellenstapelkonstruktion befinden sich etwa ein Drittel des Kühlfluids in dem Stapel
10 in dem nicht aktiven Einlassgebiet26 , ein Drittel des Kühlfluids in dem Stapel10 befindet sich in dem aktiven Gebiet12 und ein Drittel des Kühlfluids in dem Stapel10 befindet sich in dem nicht aktiven Auslassgebiet28 . Bei alternativen Konstruktionen kann die Größe des nicht aktiven Einlassgebietes26 erhöht werden, so dass bei Kaltsystemstarts mehr Kühlfluid erwärmt wird. - Die vorliegende Erfindung besitzt besondere Anwendung für einen Systemstart unter Null. Jedoch kann es beim Systemstart über 0°C dennoch nützlich sein, das Kühlfluid in dem nicht aktiven Einlassgebiet
26 für eine gewisse Zeitdauer zu erwärmen, um die Temperatur des Brennstoffzellenstapels10 schneller auf seine Betriebstemperatur anzuheben. Ferner existieren Probleme mit der chemischen Reaktion in dem aktiven Gebiet12 , die Wasser als ein Nebenprodukt erzeugt, das bewirkt, dass Strömungskanäle für Anoden/Kathodenreaktandengas blockiert werden. Durch Erwärmung des Kühlfluids bei wärmeren Starts ist das durch die Reaktion erzeugte Wasser wahrscheinlicher Wasserdampf, der die Strömungskanäle nicht blockiert. - Die vorhergehende Diskussion offenbart und beschreibt lediglich beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Der Fachmann erkennt leicht aus einer derartigen Diskussion und aus den begleitenden Zeichnungen und Ansprüchen, dass verschiedene Änderungen, Abwandlungen und Variationen darin ohne Abweichung von dem Erfindungsgedanken und Schutzumfang der Erfindung, wie in den folgenden Ansprüchen definiert ist, durchgeführt werden können.
Claims (21)
- Brennstoffzellenstapel, mit: Strömungsfeldplatten, die kathodenseitige Reaktandengasströmungskanäle, durch die ein Kathodenreaktandengas strömt, und Kühlfluidströmungskanäle definieren, durch die ein Kühlfluid strömt; einem aktiven Gebiet; und einem nicht aktiven Einlassgebiet, das die Kathodenreaktandengasströmung und die Kühlfluidströmung vor dem aktiven Gebiet aufnimmt, wobei eine Struktur in den Kathodenströmungskanälen in dem nicht aktiven Einlassgebiet einen Katalysator aufweist, der mit Wasserstoff und Luft reagiert, um Wärme zu erzeugen und das Kühlfluid in dem nicht aktiven Einlassgebiet zu erwärmen.
- Stapel nach Anspruch 1, wobei der Katalysator an die Kathodenströmungskanäle selbst beschichtet ist.
- Stapel nach Anspruch 1, wobei der Katalysator an eine Beilage in den Kathodenströmungskanälen beschichtet ist.
- Stapel nach Anspruch 1, wobei der Katalysator an eine Membran in dem nicht aktiven Gebiet beschichtet ist.
- Stapel nach Anspruch 1, wobei der Katalysator an eine Diffusionsmediumschicht in dem nicht aktiven Gebiet beschichtet ist.
- Stapel nach Anspruch 1, wobei der Katalysator ein Cerdioxid gestütztes Platin ist.
- Stapel nach Anspruch 1, wobei das Volumen der Kühlfluidströmungskanäle in dem nicht aktiven Einlassgebiet größer als das Volumen der Kühlfluidströmungskanäle in dem aktiven Gebiet ist.
- Stapel nach Anspruch 1, ferner mit einem nicht aktiven Auslassgebiet, das ein Kathodenabgas und das erwärmte Kühlfluid aus dem aktiven Gebiet aufnimmt, wobei eine Struktur in den Kathodenströmungskanälen in dem nicht aktiven Auslassgebiet auch einen Katalysator aufweist, um Wärme zu erzeugen und das Kühlfluid zu erwärmen.
- Stapel nach Anspruch 1, wobei Wasserstoff an die kathodenseitigen Reaktandengasströmungskanäle in dem nicht aktiven Einlassgebiet beim Systemstart geliefert wird, um das Kühlfluid zu erwärmen.
- Stapel nach Anspruch 1, wobei die Strömungsfeldplatten ferner anodenseitige Reaktandengasströmungskanäle definieren, durch die ein Anodenreaktandengas strömt, wobei eine Struktur in den Anodenströmungskanälen in dem nicht aktiven Einlassgebiet einen Katalysator aufweist, der mit Wasserstoff und Luft reagiert, um Wärme zu erzeugen und das Kühlfluid in dem nicht aktiven Einlassgebiet zu erwärmen.
- Stapel nach Anspruch 1, wobei der Brennstoffzellenstapel Teil eines Brennstoffzellensystems an einem Fahrzeug ist.
- Brennstoffzellenstapel, mit: einem nicht aktiven Einlassgebiet; einem aktiven Gebiet; einem nicht aktiven Auslassgebiet; Kühlfluidströmungskanälen, die durch das nicht aktive Einlassgebiet, das aktive Gebiet und das nicht aktive Auslassgebiet verlaufen und durch die ein Kühlfluid strömt; und kathodenseitigen Reaktandengasströmungskanälen, die durch das nicht aktive Einlassgebiet, das aktive Gebiet und das nicht aktive Auslassgebiet verlaufen und durch die ein Kathodenreaktandengas strömt, wobei die Kathodenströmungskanäle in dem nicht aktiven Einlassgebiet und dem nicht aktiven Auslassgebiet eine Katalysatorbeschichtung aufweisen, die mit Wasserstoff und Luft reagiert, um Wärme zu erzeugen und das Kühlfluid in dem nicht aktiven Einlassgebiet und dem nicht aktiven Auslassgebiet zu erwärmen.
- Stapel nach Anspruch 12, ferner mit anodenseitigen Reaktandengasströmungskanälen, die durch das nicht aktive Einlassgebiet, das aktive Gebiet und das nicht aktive Auslassgebiet verlaufen und durch die ein Anodenreaktandengas strömt, wobei die Anodenströmungskanäle in dem nicht aktiven Einlassgebiet und dem nicht aktiven Auslassgebiet eine Katalysatorbeschichtung aufweisen, die mit Wasserstoff und Luft rea giert, um Wärme zu erzeugen und das Kühlfluid in dem nicht aktiven Einlassgebiet und dem nicht aktiven Auslassgebiet zu erwärmen.
- Stapel nach Anspruch 12, wobei der Katalysator ein Cerdioxid gestütztes Platin ist.
- Stapel nach Anspruch 12, wobei das Volumen der Kühlfluidströmungskanäle in dem nicht aktiven Einlassgebiet größer als das Volumen der Kühlfluidströmungskanäle in dem aktiven Gebiet ist.
- Stapel nach Anspruch 12, wobei Wasserstoff an die kathodenseitigen Reaktandengasströmungskanäle in dem nicht aktiven Einlassgebiet beim Systemstart geliefert wird, um das Kühlfluid zu erwärmen.
- Verfahren zum Erwärmen eines durch Kühlfluidströmungskanäle in einem Brennstoffzellenstapel strömenden Kühlfluids beim Systemstart, wobei das Verfahren umfasst, dass: eine Struktur in Kathodenströmungskanälen in dem nicht aktiven Einlassgebiet des Stapels mit Katalysator versehen wird; und Wasserstoff und Luft an die Kathodenströmungskanäle beim Systemstart geliefert werden, so dass der Wasserstoff und die Luft mit dem Katalysator reagieren, um Wärme zu erzeugen, die das Kühlfluid in dem nicht aktiven Einlassgebiet erwärmt.
- Verfahren nach Anspruch 17, wobei das Versehen einer Struktur mit Katalysator umfasst, dass eine Struktur mit Katalysator versehen wird, die aus der Gruppe gewählt ist, die umfasst: die Kathodenströmungskanäle, Beilagen, eine Membran und eine Diffusionsmediumschicht.
- Verfahren nach Anspruch 17, ferner umfassend, dass der Start einer Kühlfluidpumpe beim Systemstart so lange verzögert wird, bis die Temperatur des Kühlfluides in dem nicht aktiven Einlassgebiet auf eine vorbestimmte Temperatur angestiegen ist.
- Verfahren nach Anspruch 17, ferner umfassend, dass eine Struktur in Kathodenströmungskanälen in einem nicht aktiven Auslassgebiet des Brennstoffzellenstapels mit Katalysator versehen wird.
- Verfahren nach Anspruch 17, ferner umfassend, dass eine Struktur in Anodenströmungskanälen in dem nicht aktiven Einlassgebiet mit Katalysator versehen wird und Luft in die Anodenströmungskanäle beim Systemstart eingeführt wird.
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