Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Brennstoffzellensystem, insbesondere
in einem Kraftfahrzeug, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs
1.The
The present invention relates to a fuel cell system, in particular
in a motor vehicle, having the features of the preamble of the claim
1.
Aus
der DE 10 2004
033 545 A1 ist ein Restgasbrenner für ein Brennstoffzellensystem
bekannt, der stromab der Brennstoffzelle angeordnet ist. Die Brennstoffzelle
dient zum Generieren von elektrischem Strom aus wasserstoffhaltigem
Anodengas und sauerstoffhaltigem Kathodengas. Der Restgasbrenner
dient zum Verbrennen von wasserstoffhaltigem Anodenabgas und sauerstoffhaltigem
Kathodenabgas. Mit Hilfe des Restgasbrenners wird somit versucht,
eine Emission von Wasserstoff und Kohlenmonoxid in die Umgebung
zu verhindern. Gleichzeitig soll durch die Umsetzung des im Anodenabgas enthaltenen
Wasserstoffs und Kohlenmonoxids eine Verbesserung des Gesamtwirkungsgrads
des Brennstoffzellensystems erreicht werden.From the DE 10 2004 033 545 A1 a residual gas burner for a fuel cell system is known, which is arranged downstream of the fuel cell. The fuel cell is used to generate electric current from hydrogen-containing anode gas and oxygen-containing cathode gas. The residual gas burner serves to burn hydrogen-containing anode exhaust gas and oxygen-containing cathode exhaust gas. With the help of the residual gas burner is thus trying to prevent emission of hydrogen and carbon monoxide into the environment. At the same time, an improvement in the overall efficiency of the fuel cell system is to be achieved by the implementation of the hydrogen contained in the anode exhaust gas and carbon monoxide.
Aus
der DE 10 2006 046 257 vom 28.09.2006
ist ein weiteres Brennstoffzellensystem dieser Art bekannt, bei
dem im Restgasbrenner ein Oxidationskatalysator angeordnet ist.
Ein an deres Brennstoffzellensystem mit einem Reformer ist aus der DE 10 2006 017 616 bekannt.From the DE 10 2006 046 257 from 28.09.2006 another fuel cell system of this kind is known in which an oxidation catalyst is arranged in the residual gas burner. An oneses fuel cell system with a reformer is from the DE 10 2006 017 616 known.
Die
vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem,
für ein Brennstoffzellensystem der eingangs genannten Art
eine verbesserte Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere
durch reduzierte Schadstoffemissionen und/oder durch einen erhöhten
Wirkungsgrad auszeichnet.The
The present invention addresses the problem of
for a fuel cell system of the type mentioned
to provide an improved embodiment, in particular
by reduced pollutant emissions and / or by an increased
Efficiency distinguishes.
Dieses
Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand
des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte
Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen
Ansprüche.This
Problem is inventively by the subject
of the independent claim. advantageous
Embodiments are the subject of the dependent
Claims.
Die
Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, das Brennstoffzellensystem
mit einem Oxidationskatalysator auszustatten, der außerdem so
ausgestaltet ist, dass er eine thermische Homogenisierung der ihn
durchströmenden Gasströmung bewirkt. Erreicht
wird dies insbesondere durch eine Mischung der ihn durchströmenden
Gasströmung, wobei insbesondere eine Quermischung bevorzugt
sein kann. Durch den Einsatz eines derartigen Oxidationskatalysators
kann der Schadstoffanteil im Brennerabgas reduziert werden. Insbesondere
können im Oxidationskatalysator ggf. noch in der Gasströmung enthaltene
Restmengen an Kohlenwasserstoffen umgesetzt werden. Durch die Integration
einer Mischerstruktur in den Oxidationskatalysator wird eine Homogenisierung
der den Katalysator durchströmenden Gasströmung
erreicht. Ziel ist hierbei eine Homogenisierung im Hinblick auf
die Temperaturverteilung innerhalb des Strömungsquerschnitts. Hierdurch
kann zum Einen die Umsetzungsrate des Katalysators verbessert werden.
Zum Anderen lässt sich hierdurch die thermische Belastung
des Katalysators reduzieren, was dessen Standzeit verlängert. Darüber
hinaus kann eine Gasströmung mit thermisch homogenen Querschnitt
in einen gegebenenfalls nachgeordneten Wärmeübertrager
mit einem erhöhten Wirkungsgrad zur Übertragung
der Wärme auf ein geeignetes Wärmeträgermedium
genutzt werden. Dementsprechend lässt sich dem Brennerabgas
stromab des Katalysators mehr Wärmeenergie entziehen, was
die Wärmeverluste des Brennstoffzellensystems reduziert
und somit dessen Wirkungsgrad erhöht.The
Invention is based on the general idea, the fuel cell system
equipped with an oxidation catalyst, which also so
is configured that he has a thermal homogenization of him
flowing gas flow causes. Reached
this is especially due to a mixture of him flowing through
Gas flow, in particular a transverse mixture preferred
can be. Through the use of such an oxidation catalyst
the pollutant content in the burner exhaust gas can be reduced. Especially
may still be contained in the gas flow in the oxidation catalyst
Residual amounts of hydrocarbons are reacted. Through the integration
a mixer structure in the oxidation catalyst is a homogenization
the gas flow flowing through the catalyst
reached. The aim here is a homogenization with regard to
the temperature distribution within the flow cross section. hereby
On the one hand, the conversion rate of the catalyst can be improved.
On the other hand, this can be the thermal load
reduce the catalyst, which extends its life. About that
In addition, a gas flow with thermally homogeneous cross-section
in an optionally downstream heat exchanger
with an increased transmission efficiency
the heat to a suitable heat transfer medium
be used. Accordingly, the burner exhaust gas can be
withdraw more heat energy downstream of the catalyst, which
reduces the heat losses of the fuel cell system
and thus increases its efficiency.
Entsprechend
einer vorteilhaften Ausführungsform kann die Mischerstruktur
katalytisch aktiv beschichtet sein. Auf diese Weise erhält
eine für die Quermischfunktion optimierte Mischerstruktur
die Funktionalität des Oxidationskatalysators. Hierdurch kann
eine integrierte Bauform realisiert werden, die extrem platzsparend
ist. Besonders vorteilhaft ist eine Weiterbildung, bei welcher der
Oxidationskatalysator durch die katalytisch aktiv beschichtete Mischerstruktur
gebildet ist. Das heißt, dass der Oxidationskatalysator
bei dieser Ausführungsform ausschließlich aus
der katalytisch aktiven Struktur besteht, die selbstverständlich
gegebenenfalls in einem entsprechenden Gehäuse angeordnet
sein kann.Corresponding
In an advantageous embodiment, the mixer structure
be catalytically active coated. In this way receives
a mixer structure optimized for the cross mixing function
the functionality of the oxidation catalyst. This can
an integrated design can be realized, the extremely space-saving
is. Particularly advantageous is a development in which the
Oxidation catalyst through the catalytically active coated mixer structure
is formed. That is, the oxidation catalyst
exclusively in this embodiment
the catalytically active structure is, of course
optionally arranged in a corresponding housing
can be.
Die
Mischerstruktur kann beispielsweise eine im Gaspfad der Gasströmung
angeordnete, von der Gasströmung durchströmbare
poröse Struktur sein, die insbesondere katalytisch aktiv
beschichtet sein kann. Derartige poröse Strukturen sind
bei spielsweise bei Partikelfiltern bekannt, die einen Keramikkörper
aufweisen. Ebenso sind poröse Strukturen beispielsweise
bei Porenbrennern bekannt, die ebenfalls einen Keramikkörper
aufweisen. Eine derartige poröse Struktur erzwingt bei
ihrer Durchströmung eine intensive Quermischung. Über
die Porengröße oder Porendichte der porösen
Struktur kann ihr Durchströmungswiderstand auf einen geeigneten Wert
eingestellt werden.The
Mixer structure, for example, one in the gas path of the gas flow
arranged, can be flowed through by the gas flow
be porous structure, in particular catalytically active
can be coated. Such porous structures are
for example, in particle filters known that a ceramic body
exhibit. Likewise, porous structures are, for example
known in pore burners, which also has a ceramic body
exhibit. Such a porous structure enforces
their flow through an intense cross mixture. about
the pore size or pore density of the porous
Structure can adjust its flow resistance to a suitable value
be set.
Alternativ
kann es sich bei der Mischerstruktur auch um eine gerichtete oder
ungerichtete Anordnung von Fasern oder Drähten sein, z.
B. in Form eines Gewebes oder eines Gitters oder einer Matte, das
bzw. die jeweils aus Fasern oder Drähten besteht. Die jeweils
verwendeten Fasern bzw. Drähte können insbesondere
katalytisch aktiv beschichtet sein. Eine aus Fasern oder Drähten
gebildete Mischerstruktur lässt sich ebenfalls vergleichsweise einfach
herstellen und kann ebenfalls sehr große Oberflächen
besitzen, was für die Katalysatorwirkung vorteilhaft ist.
Dabei können geordnete Strukturen, wie bei einem Gewebe
oder bei einem Gitter, verwendet werden, ebenso wie ungeordnete
oder amorphe Strukturen, wie bei einer Matte oder einer knäuelartigen
Anordnung. Derartige Faser- oder Drahtstrukturen sind relativ flexibel
und somit leicht montierbar. Die Drähte bzw. Fasern bestehen
vorzugsweise aus einem geeigneten Metall.Alternatively, the mixer structure may also be a directional or non-directional arrangement of fibers or wires, e.g. In the form of a fabric or a grid or a mat, each consisting of fibers or wires. The fibers or wires used in each case can be coated in particular catalytically active. A mixer structure formed from fibers or wires can likewise be produced comparatively easily and can likewise have very large surfaces, which is advantageous for the catalyst effect. In this case, ordered structures, such as in a fabric or a grid, can be used, as well as disordered or amorphous Structures, such as a mat or a ball-like arrangement. Such fiber or wire structures are relatively flexible and thus easy to install. The wires or fibers are preferably made of a suitable metal.
Alternativ
kann die Mischerstruktur auch eine mehrlagige Blechbahnstruktur
aufweisen, deren Blechbahnen durchströmbare Kanäle
bilden, die über Querverbindungsöffnung miteinan der
kommunizieren, wobei die Blechbahnen insbesondere katalytisch aktiv
beschichtet sein können. Die Blechbahnen, die insbesondere
aus Metall hergestellt sind, ermöglichen insbesondere die
Realisierung einer Mischerstruktur mit einem relativ kleinen Durchströmungswiderstand.
Die Querverbindungsöffnungen ermöglichen dabei
die Quervermischung der Strömung jeweils über
benachbarte Kanäle.alternative
For example, the mixer structure may also have a multilayer sheet-metal structure
have, whose metal sheets pass through channels
Make Miteinan via cross-connection opening of the
communicate, wherein the metal sheets in particular catalytically active
can be coated. The metal sheets, in particular
are made of metal, allow in particular the
Realization of a mixer structure with a relatively small flow resistance.
The cross connection openings make it possible
the cross-mixing of the flow over each
adjacent channels.
Eine
metallische Mischerstruktur zeichnet sich außerdem dadurch
aus, dass über das Metall eine gewisse Wärmeleitung
erreicht werden kann, die zur thermischen Homogenisierung der Gasströmung
auch ohne Quermischung der Gasströmung beiträgt.A
Metallic mixer structure is also characterized
from that over the metal a certain heat conduction
can be achieved, the thermal homogenization of the gas flow
also contributes without cross mixing of the gas flow.
Grundsätzlich
kann der Oxidationskatalysator stromab des Restgasbrenners in einer
Abgasleitung angeordnet sein, die das Brennerabgas vom Restgasbrenner
abführt. Hierbei kann sich der Oxidationskatalysator vorzugsweise
stromauf eines Wärmeübertragers befinden, der
ebenfalls in der Abgasleitung angeordnet sein kann, um Wärme
aus dem Brennerabgas zu entziehen, um diese an anderer Stelle, z.
B. im Brennstoffzellensystem, zu nutzen. Die Anordnung des Oxidationskatalysators
stromauf des Wärmeübertragers hat dabei den Vorteil,
dass auch diejenige Wärme über den Wärmeübertrager dem
Brennerabgas entzogen werden kann, die bei der Abgasnachbehandlung
im Oxidationskatalysator gegebenenfalls anfällt.in principle
can the oxidation catalyst downstream of the residual gas burner in a
Exhaust pipe can be arranged, the burner exhaust gas from the residual gas burner
dissipates. Here, the oxidation catalyst may preferably
Located upstream of a heat exchanger, the
can also be arranged in the exhaust pipe to heat
to withdraw from the burner exhaust gas to this elsewhere, z.
B. in the fuel cell system to use. The arrangement of the oxidation catalyst
upstream of the heat exchanger has the advantage
that also the heat over the heat exchanger the
Burner exhaust gas can be withdrawn, the exhaust aftertreatment
optionally obtained in the oxidation catalyst.
Alternativ
kann der Oxidationskatalysator im Restgasbrenner angeordnet sein
und zwar so, dass im Betrieb des Brennstoff zellensystems Brennerabgas
stromab des Oxidationskatalysators aus dem Restgasbrenner austritt.
Hierdurch ergibt sich für das Brennstoffzellensystem eine
extrem kompakte Bauform, da der Oxidationskatalysator in den Restgasbrenner
integriert ist und diesbezüglich kein separat anzuordnendes
Bauteil bildet.alternative
the oxidation catalyst can be arranged in the residual gas burner
in such a way that during operation of the fuel cell system burner exhaust gas
downstream of the oxidation catalyst emerges from the residual gas burner.
This results in a fuel cell system for a
extremely compact design, as the oxidation catalyst in the residual gas burner
is integrated and in this regard no separately be arranged
Component forms.
Gemäß einer
vorteilhaften Ausführungsform enthält der Restgasbrenner
einen Brennraum, in dem die Verbrennung von Anodenabgas und Kathodenabgas
stattfindet. Der Oxidationskatalysator ist dann stromab dieses Brennraums
angeordnet und kann bevorzugt so ausgestaltet sein, dass im Oxidationskatalysator
eine Umsetzung von im Verbrennungsabgas des Brennraums enthaltenen
Kohlenmonoxid in Kohlendioxid erfolgt. Bei dieser Ausführungsform kann
somit die Kohlenmonoxidemission erheblich reduziert werden. Diese
Ausführungsform ist von besonderem Vorteil für
Brennstoffzellen, die als Hochtemperatur-Brennstoffzellen ausgestaltet
sind.According to one
advantageous embodiment, the residual gas burner contains
a combustion chamber in which the combustion of anode exhaust gas and cathode exhaust gas
takes place. The oxidation catalyst is then downstream of this combustion chamber
arranged and may preferably be designed so that in the oxidation catalyst
an implementation of contained in the combustion exhaust gas of the combustion chamber
Carbon monoxide is made in carbon dioxide. In this embodiment can
Thus, the carbon monoxide emission can be significantly reduced. These
Embodiment is of particular advantage for
Fuel cells designed as high-temperature fuel cells
are.
Bei
einer alternativen Ausführungsform kann der Restgasbrenner
einen Mischraum enthalten, in dem sich das Anodenabgas und das Kathodenabgas vermischen.
Bei dieser Ausführungsform ist der Oxidationskatalysator
stromab des Mischraums angeordnet und kann zweckmäßig
so ausgestaltet sein, dass im Oxidationskatalysator die Verbrennung
von Anodenabgas und Kathodenabgas, also die Umsetzung von Wasserstoff
und Kohlenmonoxid stattfindet. Bei dieser Ausführungsform
arbeitet der Restgasbrenner katalytisch, da die eigentliche Verbrennungsreaktion,
nämlich die Umsetzung des Brennstoffs, also des Wasserstoffs
und des Kohlenmonoxids, im Katalysator stattfindet. Insoweit handelt
es sich dann um einen katalytischen Restgasbrenner. Diese Ausführungsform
ist von besonderem Vorteil für eine Brennstoffzelle, die
als Niedertemperatur-Brennzelle ausgestaltet ist. Dabei ermöglicht
der katalytische Restgasbrenner eine effiziente Umsetzung des Restgehalts
an Wasserstoff im Anodenabgas. Gleichzeitig ist die Emission von
Kohlenmonoxid vergleichsweise gering, da die Niedertemperatur-Brennstoffzelle üblicherweise
eingangsseitig ohnehin nur sehr wenig Kohlenmonoxid erhält.at
an alternative embodiment, the residual gas burner
contain a mixing space in which mix the anode exhaust gas and the cathode exhaust gas.
In this embodiment, the oxidation catalyst is
arranged downstream of the mixing chamber and may be appropriate
be configured so that the combustion in the oxidation catalyst
of anode exhaust and cathode exhaust gas, that is the conversion of hydrogen
and carbon monoxide takes place. In this embodiment
the residual gas burner works catalytically, since the actual combustion reaction,
namely the implementation of the fuel, so the hydrogen
and carbon monoxide, in the catalyst. As far as that is concerned
it is then a catalytic residual gas burner. This embodiment
is of particular advantage for a fuel cell, the
is designed as a low-temperature fuel cell. It allows
the catalytic residual gas burner an efficient implementation of the residual content
at hydrogen in the anode exhaust gas. At the same time the emission of
Carbon monoxide comparatively low, since the low-temperature fuel cell usually
anyway receives very little carbon monoxide on the input side anyway.
Weitere
wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den
Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen
Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.Further
important features and advantages of the invention will become apparent from the
Subclaims, from the drawings and from the associated
Description of the figures with reference to the drawings.
Es
versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend
noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils
angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder
in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden
Erfindung zu verlassen.It
it is understood that the above and the following
yet to be explained features not only in each case
specified combination, but also in other combinations or
can be used in isolation, without the scope of the present
To leave invention.
Bevorzugte
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen
dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher
erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche
oder funktional gleiche Bauteile beziehen.preferred
Embodiments of the invention are in the drawings
and will become more apparent in the following description
explained, wherein the same reference numerals to the same or similar
or functionally identical components relate.
Es
zeigen, jeweils schematisch,It
show, in each case schematically,
1 bis 6 jeweils
eine stark vereinfachte, schaltplanartige Prinzipdarstellung eines Brennstoffzellensystems
bei verschiedenen Ausführungsformen, 1 to 6 in each case a greatly simplified circuit diagram-like basic representation of a fuel cell system in various embodiments,
7 bis 11 jeweils
eine stark vereinfachte Prinzipdarstellung einer Mischerstruktur
bei verschiedenen Ausführungsformen. 7 to 11 in each case a greatly simplified schematic representation of a mixer structure in various embodiments.
Entsprechend
den 1 bis 6 umfasst ein Brennstoffzellensystem 1 zumindest
eine Brennstoffzelle 2 und einen Restgasbrenner 3.
Des Weiteren kann das Brennstoffzellensystem 1 zumindest
einen Wärmeübertrager 4 aufweisen. Außerdem
kann das Brennstoffzellensystem 1 in üblicher
Weise weitere Komponenten umfassen, wie z. B. einen Reformer zum
Generieren von wasserstoffhaltigem Anodengas aus einem Kohlenwasserstoff-Brennstoff,
wie z. B. Diesel, Biodiesel, Benzin und beliebige synthetische Kraftstoffe,
sowie wenigstens einen weiteren Wärmeübertrager.
Das Brennstoffzellensystem 1 kommt vorzugsweise in einem
Kraftfahrzeug, insbesondere in einem Nutzfahrzeug, zur Anwendung
und kann dort als zusätzliche Stromquelle verwendet werden,
die unabhängig von einer Brennkraftmaschine des Fahrzeugs
arbeitet. Beispielsweise kann mit Hilfe des Brennstoffzellensystems 1 bei
ausgeschalteter Brennkraftmaschine eine Klimaanlage des Fahrzeugs
betrieben werden. Ebenso kann die gesamte Stromversorgung des Fahrzeugs
mit dem Brennstoffzellensystem 1 realisiert werden.According to the 1 to 6 includes a fuel cell system 1 at least one fuel cell 2 and a residual gas burner 3 , Furthermore, the fuel cell system 1 at least one heat exchanger 4 exhibit. In addition, the fuel cell system can 1 in the usual way include other components, such as. B. a reformer for generating hydrogen-containing anode gas from a hydrocarbon fuel such. As diesel, biodiesel, gasoline and any synthetic fuels, and at least one other heat exchanger. The fuel cell system 1 is preferably used in a motor vehicle, in particular in a commercial vehicle, and can be used there as an additional power source which operates independently of an internal combustion engine of the vehicle. For example, with the help of the fuel cell system 1 be switched off the internal combustion engine, an air conditioner of the vehicle to be operated. Similarly, the entire power supply of the vehicle with the fuel cell system 1 will be realized.
Die
Brennstoffzelle 2 dient zum Generieren von elektrischem
Strom 5 aus wasserstoffhaltigem Anodengas 6 und
sauerstoffhaltigem Kathodengas 7. Hierzu enthält
die Brennstoffzelle 2 eine Anodenseite 8 und eine
Kathodenseite 9, die in der Regel durch einen Elektrolyt 10 voneinander
getrennt sind. Mit Hilfe des Elektrolyts 10 erfolgt eine
Verstromung von Anodengas 6 und Kathodengas 7,
bei welcher Wasserstoff mit Sauerstoff elektrochemisch umgesetzt
wird und dabei elektrische Energie freigesetzt wird. Die Brennstoffzelle 2 besteht üblicherweise
aus einem Stapel von Brennstoffzellenelementen oder Brennstoffzellenplatten.
In den 1 bis 6 ist lediglich eine Abschlussplatte 11 dargestellt.
Die Abschlussplatte 11 weist einen Anodenabgasausgang 12,
aus dem wasserstoffhaltiges Anodenabgas 13 aus der Brennstoffzelle 2 austritt,
sowie einen Kathodenabgasausgang 14 auf, aus dem sauerstoffhaltiges
Kathodenabgas 15 aus der Brennstoffzelle 2 austritt. Ferner
weist die Brennstoffzelle 2 einen Anodengaseingang 16,
durch den das Anodengas 6 in die Brennstoffzelle 2 eintritt,
sowie einen Kathodengaseingang 17 auf, durch den das Kathodengas 7 in
die Brennstoffzelle 2 eintritt. An wenigstens einem elektrischen
Anschluss 18 ist der Strom 5 an der Brennstoffzelle 2 abgreifbar.The fuel cell 2 is used to generate electricity 5 from hydrogen-containing anode gas 6 and oxygen-containing cathode gas 7 , For this purpose, the fuel cell contains 2 an anode side 8th and a cathode side 9 which is usually due to an electrolyte 10 are separated from each other. With the help of the electrolyte 10 there is a generation of electricity from anode gas 6 and cathode gas 7 in which hydrogen is reacted with oxygen electrochemically and thereby electrical energy is released. The fuel cell 2 usually consists of a stack of fuel cell elements or fuel cell plates. In the 1 to 6 is just an end plate 11 shown. The end plate 11 has an anode exhaust outlet 12 , from the hydrogen-containing anode exhaust gas 13 from the fuel cell 2 exit, as well as a cathode exhaust gas outlet 14 on, from the oxygen-containing cathode exhaust gas 15 from the fuel cell 2 exit. Furthermore, the fuel cell 2 an anode gas inlet 16 through which the anode gas 6 into the fuel cell 2 enters, and a cathode gas inlet 17 on, through which the cathode gas 7 into the fuel cell 2 entry. At least one electrical connection 18 is the electricity 5 at the fuel cell 2 tapped.
Als
Kathodengas wird vorzugsweise Luft verwendet. Als Anodengas kann
reines Wasserstoffgas, z. B. aus einem Wasserstofftank, oder ein
wasserstoffhaltiges Synthesegas verwendet werden, das z. B. aus
einem sauerstoffhaltigen Oxidatorgas und einem Kohlenwasserstoff-Brennstoff
generiert wird.When
Cathode gas is preferably used air. As an anode gas can
pure hydrogen gas, e.g. B. from a hydrogen tank, or a
hydrogen-containing synthesis gas can be used, the z. B. off
an oxygen-containing oxidizer gas and a hydrocarbon fuel
is generated.
Zur
Versorgung der Brennstoffzelle 2 mit Kathodengas ist das
Brennstoffzellensystem 1 beispielsweise mit einer Kathodengaszuführung 37 ausgestattet,
die an eine Eingangsseite der Brennstoffzelle 2 angeschlossen
ist. Die Kathodengaszuführung 37 weist eine Kathodengasleitung 38 auf,
die an den Kathodengaseingang 17 angeschlossen ist und die
eine Fördereinrichtung 39, z. B. ein Gebläse,
enthält.To supply the fuel cell 2 with cathode gas is the fuel cell system 1 for example, with a cathode gas supply 37 equipped to an input side of the fuel cell 2 connected. The cathode gas supply 37 has a cathode gas line 38 on, at the cathode gas entrance 17 is connected and the one conveyor 39 , z. B. a fan contains.
Der
Restgasbrenner 3 ist bezüglich der anodenseitigen
und kathodenseitigen Gasströme stromab der Brennstoffzelle 2 angeordnet.
Der Restgasbrenner 3 dient zum Verbrennen des Anodenabgases 13 und
des Kathodenabgases 15. Hierzu weist der Restgasbrenner 3 einen
Anodenabgaseingang 19 auf, durch den Anodenabgas 13 in
einen Anodenabgaspfad 20 des Restgasbrenners 3 eintreten
kann. Des Weiteren weist der Restgasbrenner 3 einen Kathodenabgaseingang 21 auf,
durch den Kathodenabgas 15 in einen Kathodenabgaspfad 22 des
Restgasbrenners 3 eintreten kann.The residual gas burner 3 is downstream of the fuel cell with respect to the anode-side and cathode-side gas streams 2 arranged. The residual gas burner 3 serves to burn the anode exhaust gas 13 and the cathode off-gas 15 , For this purpose, the residual gas burner 3 an anode exhaust inlet 19 on, through the anode exhaust 13 in an anode exhaust path 20 of the residual gas burner 3 can occur. Furthermore, the residual gas burner 3 a cathode exhaust inlet 21 on, through the cathode exhaust gas 15 in a cathode exhaust path 22 of the residual gas burner 3 can occur.
Im
Restgasbrenner 3 ist ein Raum 23 ausgebildet,
in den das Kathodenabgas 15 durch den Kathodenabgaspfad 22 und
das Anodenabgas 13 durch den Anodenabgaspfad 20 eintreten
kann. Die Funktion des Raums 23 wird weiter unten noch
näher erläutert werden.In the residual gas burner 3 is a room 23 formed, in which the cathode exhaust gas 15 through the cathode exhaust path 22 and the anode exhaust gas 13 through the anode exhaust path 20 can occur. The function of the room 23 will be explained in more detail below.
Das
Brennstoffzellensystem 1 weist außerdem einen
Oxidationskatalysator 24 auf. Dieser kann wie in den Ausführungsformen
der 1 bis 4 im Restgasbrenner 3 angeordnet
sein. Ebenso kann der Oxidationskatalysator 24 entsprechend
den Ausführungsformen der 5 und 6 bezüglich
des Restgasbrenners 3 als separates Bauteil ausgestaltet
sein und diesem nachgeordnet sein.The fuel cell system 1 also has an oxidation catalyst 24 on. This can, as in the embodiments of 1 to 4 in the residual gas burner 3 be arranged. Likewise, the oxidation catalyst 24 according to the embodiments of 5 and 6 concerning the residual gas burner 3 be designed as a separate component and be subordinate to this.
Bei
den Ausführungsformen der 1 bis 4 ist
der Oxidationskatalysator 24 somit in den Restgasbrenner 3 integriert.
Erst stromab des Oxidationskatalysators 24 tritt Brennerabgas 25 aus
dem Restgasbrenner 3 aus. Der Katalysator 24 schließt sich
im Restgasbrenner 3 stromab an den Raum 23 an.
Im Unterschied dazu ist der Oxidationskatalysator 24 bei
den Ausführungsformen der 5 und 6 stromab
des Restgasbrenners 3 in einer ebenfalls mit 25 bezeichneten
Abgasleitung angeordnet, die das Brennerabgas 25 vom Restgasbrenner 3 wegführt.In the embodiments of the 1 to 4 is the oxidation catalyst 24 thus in the residual gas burner 3 integrated. Only downstream of the oxidation catalyst 24 occurs burner exhaust 25 from the residual gas burner 3 out. The catalyst 24 closes in the residual gas burner 3 downstream to the room 23 at. In contrast, the oxidation catalyst 24 in the embodiments of the 5 and 6 downstream of the residual gas burner 3 in a likewise with 25 designated exhaust pipe, which is the burner exhaust gas 25 from the residual gas burner 3 leads away.
Der
Oxidationskatalysator 24 ist mit einer Mischerstruktur 45 ausgestattet,
die so gestaltet ist, dass eine den Oxidationskatalysator 24 durchströmende
Gasströmung im Hinblick auf eine Homogenisierung der Temperatur
im durchströmten Querschnitt gemischt wird. Zum Beispiel
kann die Gasströmung hierzu quergemischt, also quer zu
ihrer Hauptströmungsrichtung gemischt werden. Grundsätzlich
kann der Oxidationskatalysator 24 diese Mischerstruktur 45 und
zusätzlich eine hier nicht gezeigte Katalysatorstruktur
aufweisen, wodurch die unterschiedlichen Funktionen in getrennten
Bauteilen realisiert werden. Die Katalysatorstruktur kann dann grundsätzlich
auf beliebige Weise hergestellt sein, beispielsweise mit einem Träger
aus Keramik oder aus Metall, sowie einer katalytischen Beschichtung.The oxidation catalyst 24 is with a mixer structure 45 equipped, which is designed so that the oxidation catalyst 24 flowing gas flow is mixed in view of a homogenization of the temperature in the flow-through cross-section. For example, the gas flow can be cross-mixed, ie mixed transversely to its main flow direction. In principle, the oxidation catalyst 24 this mixer structure 45 and additionally have a catalyst structure, not shown here, whereby the different functions can be realized in separate components. The catalyst structure can then in principle be produced in any desired manner, for example with a carrier made of ceramic or of metal, as well as a catalytic coating.
Bevorzugt
wird die hier gezeigte Ausführungsform, bei welcher die
Mischerstruktur 45 selbst katalytisch aktiv beschichtet
ist, wobei dann grundsätzlich auf eine separate Katalysatorstruktur
verzichtet werden kann. Demnach ist bei den hier gezeigten Ausführungsformen
der Katalysator 24 durch die katalytisch aktiv beschichtete
Mischerstruktur 45 gebildet. Die beiden Funktionalitäten,
nämlich die Katalysatorwirkung und die Mischwirkung, sind
somit in einem einzigen Bauteil realisiert. Der Katalysator 24 baut
dadurch extrem kompakt.Preferred is the embodiment shown here, in which the mixer structure 45 itself catalytically active coated, in which case it is basically possible to dispense with a separate catalyst structure. Accordingly, in the embodiments shown here, the catalyst 24 through the catalytically active coated mixer structure 45 educated. The two functionalities, namely the catalyst effect and the mixing effect, are thus realized in a single component. The catalyst 24 builds extremely compact.
An
den Restgasbrenner 3 kann gemäß den 1 bis 6 vorzugsweise
eine Kühlgaszuführung 26 angeschlossen
sein. Die Kühlgaszuführung 26 umfasst
eine Kühlgasleitung 27, in der eine Fördereinrichtung 28,
z. B. eine Kühlgaspumpe oder ein Kühlgasgebläse,
angeordnet ist. Die Kühlgasleitung 27 ist an die
Eingangsseite, bevorzugt an die Kathodenseite des Restgasbrenners 3 angeschlossen.
Im vorliegenden Fall kommuniziert die Kühlgasleitung 27 mit
dem Kathodenabgaspfad 22. Bevorzugt wird als Kühlgas
ein sauerstoffhaltiges Gas, insbesondere Luft, verwendet.To the residual gas burner 3 can according to the 1 to 6 preferably a cooling gas supply 26 be connected. The cooling gas supply 26 includes a cooling gas line 27 in which a conveyor 28 , z. B. a cooling gas pump or a cooling gas fan is arranged. The cooling gas line 27 is to the input side, preferably to the cathode side of the residual gas burner 3 connected. In the present case, the cooling gas line communicates 27 with the cathode exhaust path 22 , Preferably, an oxygen-containing gas, in particular air, is used as the cooling gas.
Ferner
kann eine Steuerung 29 vorgesehen sein, die einerseits
mit der Kühlgaszuführung 26 und andererseits
mit einer Sensorik 30 verbunden ist. Vorzugsweise ist die
Steuerung 29 wie hier außerdem mit der Kathodengaszuführung 37 verbunden. Die
Sensorik 30 dient zum Ermitteln einer Temperatur des Oxidationskatalysators 24.
Hierzu kann die Sensorik 30 zumin dest einen Temperatursensor 31 aufweisen.
Besagter Temperatursensor 31 kann am Katalysatoreingang,
im Katalysator 24, am Katalysatorausgang oder stromab des
Katalysators 24 angeordnet sein. Über entsprechende,
nicht näher bezeichnete Signalleitungen erhält
die Steuerung 29 mit der Temperatur des Katalysators 24 korrelierende
Signalwerte. Die Sensorik 30 kann außerdem mit
einem Flammensensor 32 ausgestattet sein, der im Raum 23 angeordnet
ist und mit dessen Hilfe das Vorhandensein bzw. das Fehlen einer
Flamme im Raum 23 feststellbar ist. Die Steuerung 29 ist
z. B. mit der Fördereinrichtung 28 der Kühlgaszuführung 26 verbunden.
Darüber hinaus kann die Steuerung 29 auch mit einer
Zündeinrichtung 33 verbunden sein. Ebenso kann
die Steuerung 29 mit der Fördereinrichtung 39 der
Kathodengaszuführung 37 verbunden sein. Die Steuerung 29 kann
durch entsprechende Steuersignale die Fördereinrichtungen 28, 39 sowie
die Zündeinrichtung 33 betätigen. Entsprechende
Steuerleitungen sind nicht bezeichnet. Die Steuerung 29 kann zur
Realisierung einer Temperaturregelung für den Katalysator 24 ausgestaltet
sein.Furthermore, a controller 29 be provided, on the one hand with the cooling gas supply 26 and on the other hand with a sensor 30 connected is. Preferably, the controller 29 as here also with the cathode gas supply 37 connected. The sensors 30 serves to determine a temperature of the oxidation catalyst 24 , For this purpose, the sensors 30 at least one temperature sensor 31 exhibit. Said temperature sensor 31 can at the catalyst inlet, in the catalyst 24 at the catalyst outlet or downstream of the catalyst 24 be arranged. About corresponding unspecified signal lines receives the controller 29 with the temperature of the catalyst 24 correlating signal values. The sensors 30 Can also use a flame sensor 32 be equipped in the room 23 is arranged and with the help of the presence or absence of a flame in the room 23 is detectable. The control 29 is z. B. with the conveyor 28 the cooling gas supply 26 connected. In addition, the controller 29 also with an ignition device 33 be connected. Likewise, the controller 29 with the conveyor 39 the cathode gas supply 37 be connected. The control 29 can by appropriate control signals the conveyors 28 . 39 as well as the ignition device 33 actuate. Corresponding control lines are not designated. The control 29 can be used to realize a temperature control for the catalyst 24 be designed.
Darüber
hinaus kann die Sensorik 30 zumindest eine Lambda-Sonde 40 und/oder
zumindest einen Drucksensor 40 aufweisen. Für
die jeweilige Lambda-Sonde 40 bzw. für den jeweiligen
Drucksensor 40 bestehen grundsätzlich die gleichen
Anordnungsmöglichkeiten wie für den wenigstens
einen Temperatursensor 31. Dementsprechend sind in den Figuren
zur vereinfachten Darstellung die Bezugszeichen 31 für
den Temperatursensor und 40 für die Lambda-Sonde
bzw. für den Drucksensor jeweils zur Kennzeichnung der
gleichen Komponenten verwen det, so dass es sich bei der jeweiligen
Komponente wahlweise um einen Temperatursensor 31 oder
um eine Lambda-Sonde 40 oder um einen Drucksensor 40 oder
um eine Kombination daraus handeln kann. Die jeweilige Lambda-Sonde 40 bzw.
der jeweilige Drucksensor 40 ist über entsprechende,
nicht näher bezeichnete Signalleitungen ebenfalls mit der
Steuerung 29 verbunden.In addition, the sensors can 30 at least one lambda probe 40 and / or at least one pressure sensor 40 exhibit. For the respective lambda probe 40 or for the respective pressure sensor 40 Basically, the same arrangement possibilities exist as for the at least one temperature sensor 31 , Accordingly, in the figures for simplified representation, the reference numerals 31 for the temperature sensor and 40 for the lambda probe or for the pressure sensor in each case to identify the same components verwen det, so that it is optional in the respective component to a temperature sensor 31 or a lambda probe 40 or a pressure sensor 40 or a combination of these can act. The respective lambda probe 40 or the respective pressure sensor 40 is via corresponding unspecified signal lines also with the controller 29 connected.
Der
Wärmeübertrager 4 ist einerseits in den Strom
der Brennerabgase 25 bzw. in die Abgasleitung 25 und
andererseits in einen Strom eines geeigneten Wärmeübertragermediums 34 eingebunden. Der
Wärmeübertrager 4 ermöglicht
dabei in üblicher Weise eine Wärmeübertragung
auf das Wärmeübertragermedium 34 ohne
einen Fluidaustausch zwischen dem Wärmeübertragermedium 34 und
dem Brennerabgas 25. Beispielsweise handelt es sich beim
Wärmeübertragermedium 34 um ein Prozessmedium
des Brennstoffzellensystems 1, z. B. um das der Brennstoffzelle 2 zugeführte
Kathodengas 7 und/oder um das dem oben genannten Reformer
zugeführte Oxidatorgas und/oder um dem Reformer bzw. dem
Oxidatorgas zugeführtes Wasser. Ebenso kann es sich beim
Wärmeübertragermedium 34 um die Kühlflüssigkeit
eines Kühlkreises des mit dem Brennstoffzellensystem 1 ausgestatteten
Fahrzeugs handeln. Bei den Ausführungsformen der 1, 2, 4 und 5 ist
der Oxidationskatalysator 24 stromauf des Wärmeübertragers 4 angeordnet, während
er bei den Ausführungsformen der 3 und 6 in
den Wärmeübertrager 4 integriert ist. Hierdurch
kann auch diejenige Wärme, die bei der Abgasnachbehandlung
im Katalysator 24 gegebenenfalls frei gesetzt wird, im
Wärmeübertrager 4 genutzt werden, um sie
auf das jeweilige Wärmeübertragermedium 34 zu übertragen.The heat exchanger 4 is on the one hand in the flow of burner exhaust gases 25 or in the exhaust pipe 25 and, on the other hand, into a stream of a suitable heat transfer medium 34 involved. The heat exchanger 4 allows in the usual way a heat transfer to the heat transfer medium 34 without a fluid exchange between the heat transfer medium 34 and the burner exhaust 25 , For example, it is the heat transfer medium 34 to a process medium of the fuel cell system 1 , z. B. to that of the fuel cell 2 supplied cathode gas 7 and / or around the above-mentioned reformer supplied oxidizer gas and / or supplied to the reformer or the oxidizer gas water. It may also be the heat transfer medium 34 to the cooling liquid of a cooling circuit of the fuel cell system 1 equipped vehicle act. In the embodiments of the 1 . 2 . 4 and 5 is the oxidation catalyst 24 upstream of the heat exchanger 4 while he is in the embodiments of the 3 and 6 in the heat exchanger 4 is integrated. In this way, the heat that is in the exhaust aftertreatment in the catalyst 24 if necessary set free, in the heat exchanger 4 be used to transfer them to the respective heat transfer medium 34 transferred to.
Sofern
der Wärmeübertrager 4 zum Aufheizen eines
Edukts des Brennstoffzellensystems 1 dient, kann ein zumindest
ein zusätzlicher Wärmeübertrager nachgeschaltet
sein, mit dem z. B. eine Fahrzeugheizung betrieben werden kann.
Die Fördereinrichtung 39 der 1 bis 6 ist
zweckmäßig strom auf des Wärmeübertragers 4 in
der Kathodengasleitung 38 angeordnet, wenn diese durch
den Wärmeübertrager 4 geführt
ist, um das als Wärmeübertragermedium 34 dienende
Kathodengas für die Brennstoffzelle 2 vorzuwärmen.If the heat exchanger 4 for heating an educt of the fuel cell system 1 serves, can be followed by at least one additional heat exchanger, with the z. B. a vehicle heating can be operated. The conveyor 39 of the 1 to 6 is expedient stream on the heat exchanger 4 in the cathode gas line 38 arranged when passing through the Heat exchanger 4 is performed, as a heat transfer medium 34 Serving cathode gas for the fuel cell 2 preheat.
Bei
einer ersten Variante der in den 1 bis 6 gezeigten
Ausführungsformen dient der Raum 23 vorwiegend
als Brennraum 35, in dem während des Betriebs
des Brennstoffzellensystems l die Verbrennung von Anodenabgas mit
Kathodenabgas, also die Umsetzung von Wasserstoff stattfindet. Bei dieser
Ausführungsform ist der Oxidationskatalysator 24 so
ausgelegt, dass darin jedenfalls eine Umsetzung von Kohlenmonoxid,
das im Verbrennungsabgas des Brennraums 35 enthalten ist,
in Kohlendioxid stattfindet. Es ist klar, dass im Katalysator 24 auch eine
Umsetzung von restlichem Wasserstoff oder von restlichen Kohlenwasserstoffen
erfolgt. Der Katalysator 24 dient hierbei vorwiegend bzw.
ausschließlich zur Reduzierung der Schadstoffemissionen.
Diese erste Alternative eignet sich insbesondere für die
Verwendung bei einer Brennstoffzelle 2, die als Hochtemperatur-Brennstoffzelle,
insbesondere als Festkörper-Brennstoffzelle (sogenannte „SOFC"- Brennstoffzelle)
ausgestaltet ist. Die Arbeitstemperatur einer derartigen Hochtemperatur-Brennstoffzelle
liegt im Maximum bei etwa 850°C. Die Abgastemperaturen
dieses Brennstoffzellentyps sind ausreichend hoch, um im Brennraum 35 eine
stabile Verbrennungsreaktion erzielen zu können.In a first variant of the in the 1 to 6 shown embodiments, the room serves 23 mainly as a combustion chamber 35 in which the combustion of anode exhaust gas with cathode exhaust gas, ie the conversion of hydrogen, takes place during operation of the fuel cell system 1. In this embodiment, the oxidation catalyst is 24 in any case designed so that therein a conversion of carbon monoxide in the combustion exhaust gas of the combustion chamber 35 contained in carbon dioxide. It is clear that in the catalyst 24 also a reaction of residual hydrogen or residual hydrocarbons takes place. The catalyst 24 serves mainly or exclusively for the reduction of pollutant emissions. This first alternative is particularly suitable for use in a fuel cell 2 The working temperature of such a high-temperature fuel cell is at a maximum of about 850 ° C. The exhaust gas temperatures of this type of fuel cell are sufficiently high to reach the combustion chamber 35 to achieve a stable combustion reaction.
Bei
einer zweiten Alternativen der in den 1 bis 4 gezeigten
Ausführungsformen kann der Raum 23 vorwiegend
als Mischraum 36 dienen. Im Mischraum 36 erfolgt
eine Durchmischung des darin eintretenden Anodenabgases 13 mit
dem ebenfalls darin eintretenden Kathodenabgas 15. Der
Oxidationskatalysator 24 ist nun dahingehend ausgelegt,
dass darin während des Betriebs des Brennstoffzellensystems 1 die
Verbrennung von Anodenabgas 13 mit Kathodenabgas 15,
also die Umsetzung des Wasserstoffs und – soweit vorhanden – des
Kohlenmonoxids stattfindet. Bei dieser zweiten Variante, arbeitet
der Restgasbrenner 3 katalytisch bzw. ist der Restgasbrenner 3 als
katalytischer Brenner ausgestaltet. Für den Start dieses
katalytischen Brenners kann die Zündung einer Flamme vorgesehen
sein, um die Katalysatorstruktur bzw. den Oxidationskatalysator 24 möglichst
schnell auf die Aktivierungstemperatur zu bringen. Hierzu kann wieder
eine entsprechende Zündeinrichtung 33 vorhanden
sein. Insbesondere kann der Restgasbrenner 3 bei diesen
Ausführungsformen als katalytischer Strukturbrenner oder
katalytischer Porenbrenner ausgestaltet sein, der sich gleichzeitig
als Mischer eignet. Hierauf wird weiter unten mit Bezug auf die 7 bis 10 noch näher
eingegangen. Diese Alternative eignet sich in besonderer Weise für
die Verwendung bei einer Brennstoffzelle 2, die als Niedertemperatur-Brennstoffzelle
ausgestaltet ist. Beispielsweise handelt es sich hierbei um eine
Brennstoffzelle 2, die mit einer Protonenaustauschmembran
bzw. mit einer polymeren Elektrolytmembran arbeitet, sogenannte „PEM"-Brennstoffzelle.
Die Arbeitstemperatur einer derartigen Niedertemperatur-Brennstoffzelle
liegt im Maximum bei etwa 80° bis 150°C. Ein Brennstoffzellensystem
mit einer derartigen CO-Reinigungseinrichtung ist beispielsweise
aus der DE 20
2006 008 898 U1 bekannt.In a second alternatives in the 1 to 4 shown embodiments, the space 23 predominantly as a mixing room 36 serve. In the mixing room 36 there is a thorough mixing of the anode exhaust gas entering therein 13 with the cathode exhaust gas also entering it 15 , The oxidation catalyst 24 is now designed to be therein during operation of the fuel cell system 1 the combustion of anode exhaust gas 13 with cathode exhaust 15 , That is, the implementation of the hydrogen and, if present, the carbon monoxide takes place. In this second variant, the residual gas burner works 3 catalytically or is the residual gas burner 3 designed as a catalytic burner. For the start of this catalytic burner ignition of a flame may be provided to the catalyst structure or the oxidation catalyst 24 as quickly as possible to bring the activation temperature. For this purpose, again a corresponding ignition device 33 to be available. In particular, the residual gas burner 3 be designed in these embodiments as a catalytic structure burner or catalytic pore burner, which is also suitable as a mixer. This will be explained below with reference to the 7 to 10 discussed in more detail. This alternative is particularly suitable for use in a fuel cell 2 , which is designed as a low-temperature fuel cell. For example, this is a fuel cell 2 The working temperature of such a low-temperature fuel cell is at a maximum at about 80 ° to 150 ° C. A fuel cell system with such a CO purification device is, for example, made of of the DE 20 2006 008 898 U1 known.
Bekannte
Niedertemperatur-Brennstoffzellen, insbesondere PEM-Brennstoffzellen,
sind gegenüber Kohlenmonoxid extrem empfindlich. Dementsprechend
ist einem nicht gezeigten Reformer zur Erzeugung des Anodengases 6 üblicherweise
eine CO-Reinigungseinrichtung nachgeschaltet, um das beim Reformerprozess
entstehende Kohlenmonoxid dem Synthesegas zu entziehen, damit dieses
als weitgehend von Kohlenmonoxid befreites Anodengas 6 der
Brennstoffzelle 2 zugeführt werden kann.Known low-temperature fuel cells, in particular PEM fuel cells, are extremely sensitive to carbon monoxide. Accordingly, a reformer, not shown, for generating the anode gas 6 Usually downstream of a CO purification device to extract the carbon monoxide formed during the reforming process the synthesis gas, so this as largely free of carbon monoxide anode gas 6 the fuel cell 2 can be supplied.
Des
Weiteren ist es üblich, bei einer Niedertemperatur-Brennstoffzelle,
insbesondere bei einer PEM-Brennstoffzelle, das Kathodengas 7 mit
einem relativ hohen Anteil an Wasserdampf zu versehen. Das Wasser
unterstützt den Brennstoffzellenprozess am Elektrolyt 10.
Dementsprechend kann gemäß den 1 bis 3 das
Brennstoffzellensystem 1 optional mit einer Einspeiseinrichtung 41 ausgestattet
sein, mit deren Hilfe Wasserdampf in das Kathodengas 7 einbringbar
ist. Die Einspeiseinrichtung 41 ist hierzu beispielsweise
stromauf des Kathodengaseingangs 17 in der Kathodengasleitung 38 angeordnet.
Für den Verbrennungsprozess im Restgasbrenner 3,
insbesondere für den Fall, dass der Restgasbrenner 3 als
katalytischer Brenner betrieben wird, ist ein hoher Wasseranteil
im Gemisch unerwünscht. Dementsprechend kann optional eine
Entnahmeeinrichtung 42 vorgesehen sein. Mit Hilfe der Entnahmeeinrichtung 42 kann
dem Kathodenabgas 15 Wasserdampf entzogen werden. Vorzugsweise
ist die Entnahmeeinrichtung 42 hierzu in einer Kathodenabgasleitung 43 angeordnet,
die den Kathodenabgasausgang 14 der Brennstoffzelle 2 mit
dem Kathodenabgaseingang 21 des Restgasbrenners 3 verbindet. Zwischen
der Entnahmeeinrichtung 42 und der Einspeiseinrichtung 41 kann
eine Wirkverbindung 44 bestehen, die hier durch eine unterbrochene
Linie angedeutet ist. Durch diese Wirkverbindung 44 kann
der mit Hilfe der Entnahmeeinrichtung 42 dem Kathodenabgas 15 entnommene
Wasserdampf der Einspeiseinrichtung 41 zum Einspeisen in
das Kathodengas 7 zugeführt werden. Diese Wirkverbindung 44 kann eine
Fördereinrichtung für Wasser bzw. Wasserdampf
enthalten. Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform,
bei welcher die Einspeiseinrichtung 41 und die Entnahmeeinrichtung 42 eine
bauliche Einheit bilden, so dass die Wirkverbindung 44 im
Inneren einer derartigen kombinierten Einspeis- und Entnahmeeinrichtung
angeordnet ist. Die Verwendung einer derartigen kombinierten Einspeis-
und Entnahmeeinrichtung ist beispielsweise durch einen entsprechenden
Verlauf der Kathodenabgasleitung 43 und/oder der Kathodengasleitung 38 realisierbar.Furthermore, it is customary in a low-temperature fuel cell, in particular in a PEM fuel cell, the cathode gas 7 to provide a relatively high proportion of water vapor. The water supports the fuel cell process on the electrolyte 10 , Accordingly, according to the 1 to 3 the fuel cell system 1 optionally with an infeed device 41 be equipped with the help of water vapor in the cathode gas 7 can be introduced. The feeding device 41 For this purpose, for example, upstream of the cathode gas input 17 in the cathode gas line 38 arranged. For the combustion process in the residual gas burner 3 , especially in the event that the residual gas burner 3 operated as a catalytic burner, a high water content in the mixture is undesirable. Accordingly, optionally, a removal device 42 be provided. With the help of the removal device 42 can the cathode exhaust gas 15 To be deprived of water vapor. Preferably, the removal device 42 for this purpose in a cathode exhaust gas line 43 arranged, which the cathode exhaust gas outlet 14 the fuel cell 2 with the cathode exhaust inlet 21 of the residual gas burner 3 combines. Between the withdrawal facility 42 and the feeding device 41 can be an active compound 44 exist, which is indicated here by a broken line. Through this active connection 44 Can the with the help of the removal device 42 the cathode exhaust gas 15 removed water vapor of the feed device 41 for feeding into the cathode gas 7 be supplied. This active compound 44 may contain a conveyor for water or water vapor. Particularly advantageous is an embodiment in which the feed device 41 and the withdrawal facility 42 form a structural unit, so that the active compound 44 is arranged inside such a combined feed and removal device. The use of such a combined feed and withdrawal direction is, for example, by a corresponding course of the cathode exhaust gas line 43 and / or the cathode gas line 38 realizable.
Zum
Starten der Verbrennungsreaktion im Raum 23, insbesondere
zum Aktivieren des Katalysators 24, vorzugsweise bei der
zweiten Variante, kann die Steuerung 29 die Zündeinrichtung 33 betätigen. Über
den Flammensensor 32 kann die Steuerung 29 überwachen,
ob die erwünschte Verbrennungsreaktion ordnungsgemäß abläuft.
Bei der zweiten Variante dient der Raum 23 während
des Startvorgangs als Brennraum 35, wobei das Luft/Kraftstoffverhältnis
Lambda zweckmäßig größer als
1 zu wählen ist. Sobald der Katalysator 24 seine
Starttemperatur erreicht hat, „wandert" die Verbrennungsreaktion
in den Katalysator 24. Anschließend dient der Raum 23 dann
als Mischraum 36. Über die Sensorik 30 überwacht
die Steuerung 29 die Temperatur des Katalysators 24.
Bei beiden Alternativen ist es wünschenswert, eine Überhitzung
des Katalysators 24 zu vermeiden. Die Steuerung 29 kann
nun in Abhängigkeit der Temperatur des Oxidationskatalysators 24 die
Kühlgaszuführung 26 betätigen.
Nähert sich die Temperatur des Katalysators 24 einem
kritischen oberen Temperaturbereich, die z. B. bei etwa 1.000°C
liegen kann, kann die Steuerung 29 die Zuführung
von Kühlgas in den Raum 23 einschalten bzw. verstärken,
wodurch sich die Wasserstoffkonzentration im Raum 23 reduziert.
Alternativ oder zusätzlich kann die Steuerung 29 auch
den Volumenstrom zur Versorgung der Brennstoffzelle 2 mit
Kathodengas 7 erhöhen, sofern das Betriebsfenster
der Brennstoffzelle 2 dies zulässt. Durch die
erhöhte Kathodengasmenge erhöht sich auch die
dem Restgasbrenner 3 zugeführte Kathodenabgasmenge,
was ebenfalls eine Kühlung des Restgasbrenners 3 bzw. des
Katalysators 24 bewirkt. In der Folge nimmt die Temperatur
im Brennraum 35 bzw. im Katalysator 24 ab. Kühlt
sich der Katalysator 24 zu stark ab, kann durch Reduzieren
bzw. Ausschalten der Kühlgaszumischung bzw. durch Reduzieren
der Kathodengasversorgung der Brennstoffzelle 2 eine entsprechende Temperaturerhöhung
herbeigeführt werden.To start the combustion reaction in the room 23 , in particular for activating the catalyst 24 , Preferably, in the second variant, the controller 29 the ignition device 33 actuate. About the flame sensor 32 can the controller 29 monitor whether the desired combustion reaction is proceeding properly. In the second variant, the room serves 23 during startup as a combustion chamber 35 , wherein the air / fuel ratio lambda is suitably greater than 1 to choose. Once the catalyst 24 has reached its start temperature, "migrates" the combustion reaction into the catalyst 24 , Then the room serves 23 then as a mixing room 36 , About the sensors 30 monitors the controller 29 the temperature of the catalyst 24 , In both alternatives it is desirable to overheat the catalyst 24 to avoid. The control 29 can now depend on the temperature of the oxidation catalyst 24 the cooling gas supply 26 actuate. The temperature of the catalyst approaches 24 a critical upper temperature range, the z. B. may be about 1,000 ° C, the controller 29 the supply of cooling gas in the room 23 turn on or amplify, causing the concentration of hydrogen in the room 23 reduced. Alternatively or additionally, the controller 29 also the volume flow for the supply of the fuel cell 2 with cathode gas 7 increase, provided the operating window of the fuel cell 2 this allows. The increased amount of cathode gas also increases the residual gas burner 3 supplied cathode exhaust gas amount, which is also a cooling of the residual gas burner 3 or of the catalyst 24 causes. As a result, the temperature in the combustion chamber decreases 35 or in the catalyst 24 from. Cools the catalyst 24 Too much can, by reducing or switching off the Kühlgaszumischung or by reducing the cathode gas supply of the fuel cell 2 a corresponding increase in temperature be brought about.
Die
Steuerung 29 kann grundsätzlich so ausgestaltet
sein, dass sie die Temperaturregelung des Restgasbrenners 3 bzw.
des Katalysators 24 zunächst nur durch eine entsprechende
Betätigung der Kathodengaszuführung 37 bzw.
deren Fördereinrichtung 39 realisiert, sofern
dies das aktuelle Betriebsfenster der Brennstoffzelle 2 zulässt.
Erst dann, wenn über die Erhöhung des Kathodengasvolumenstroms die
benötigte Kühlleistung nicht erzielbar ist, aktiviert die
Steuerung 29 die Kühlgaszuführung 26,
um durch die Zuführung von Kühlgas die erforderliche
Abkühlung zu realisieren.The control 29 can in principle be designed so that they control the temperature of the residual gas burner 3 or of the catalyst 24 initially only by a corresponding actuation of the cathode gas supply 37 or their conveyor 39 realized, if this is the current operating window of the fuel cell 2 allows. Only then, if the required cooling capacity can not be achieved by increasing the cathode gas volume flow, does the controller activate 29 the cooling gas supply 26 to realize the necessary cooling by supplying cooling gas.
Bei
den in den 1 und 4 bis 6 gezeigten
Ausführungsformen ist der Wärmeübertrager 4 bezüglich
der Abgasströmung stromab des Restgasbrenners 3 angeordnet
und bildet diesbezüglich ein separates Bauteil. Im Unterschied
dazu ist der Wärmeübertrager 4 bei den
Ausführungsformen der 2 und 3 in
den Restgasbrenner 3 integriert. Zweckmäßig
bildet dabei der Wärmeübertrager 4 einen
ausgangsseitigen Abschluss des Restgasbrenners 3. Das Brennstoffzellensystem 1 baut somit
bezüglich dieser Komponenten vergleichsweise kompakt.In the in the 1 and 4 to 6 embodiments shown is the heat exchanger 4 with respect to the exhaust gas flow downstream of the residual gas burner 3 arranged and forms in this regard a separate component. In contrast, the heat exchanger 4 in the embodiments of the 2 and 3 in the residual gas burner 3 integrated. Suitably forms the heat exchanger 4 an outlet-side completion of the residual gas burner 3 , The fuel cell system 1 thus builds comparatively compact with respect to these components.
Bei
der in 2 gezeigten Ausführungsform ist der Wärmeübertrager 4 im
Restgasbrenner 3 stromab des Katalysators 24 angeordnet.
Im Unterschied dazu ist bei der Ausführungsform gemäß 3 der
Oxidationskatalysator 24 in den Wärmeübertrager 4 integriert.
Auch bei der in 6 gezeigten Ausführungsform
ist der Oxidationskatalysator 24 in den Wärmeübertrager 4 integriert,
wobei diese Einheit jedoch stromab des Restgasbrenners 3 angeordnet
ist. Ebenso ist es möglich, diese Einheit aus Wärmeübertrager 4 mit
integriertem Oxidationskatalysator 24 ausgangsseitig unmittelbar
an den Restgasbrenner 3 anzubauen. Die Integration des
Oxidationskatalysators 24 in den Wärmeübertrager 4 kann beispielsweise
dadurch realisiert werden, dass eine katalytisch aktive Beschichtung
des Wärmeübertragers 4 innerhalb des
dem Brennerabgas 25 zugeordneten Fluidpfads vorgesehen
wird. Bei diesen Ausführungsformen baut der Restgasbrenner 3 bzw.
der Wärmeübertrager 4 und somit das damit
ausgestattete Brennstoffzellensystem 1 besonders kompakt.At the in 2 embodiment shown is the heat exchanger 4 in the residual gas burner 3 downstream of the catalyst 24 arranged. In contrast, in the embodiment according to 3 the oxidation catalyst 24 in the heat exchanger 4 integrated. Also at the in 6 embodiment shown is the oxidation catalyst 24 in the heat exchanger 4 integrated, but this unit downstream of the residual gas burner 3 is arranged. It is also possible this unit of heat exchanger 4 with integrated oxidation catalyst 24 on the output side directly to the residual gas burner 3 grow. The integration of the oxidation catalyst 24 in the heat exchanger 4 can be realized, for example, that a catalytically active coating of the heat exchanger 4 within the burner exhaust 25 associated fluid path is provided. In these embodiments, the residual gas burner builds 3 or the heat exchanger 4 and thus the fuel cell system equipped with it 1 very compact.
Bei
den Ausführungsformen der 1 bis 3, 5 und 6 ist
der Restgasbrenner 3 im Hinblick auf die Brennstoffzelle 2 als
separates Bauteil konzipiert und dementsprechend stromab der Brennstoffzelle 2 angeordnet.
Bei der in 4 gezeigten Ausführungsform
ist der Restgasbrenner 3 an die Brennstoffzelle 2 angebaut
und zwar an deren Ausgangsseite bzw. Abströmseite. Dementsprechend
ist der Restgasbrenner 3 auch bei dieser Ausführungsform
stromab der Brennstoffzelle 2 angeordnet. Besonders vorteilhaft
ist bei der Ausführungsform gemäß 4,
dass der Restgasbrenner 3 die Abschlussplatte 11 der
Brennstoffzelle 2 bildet. Hierdurch lassen sich die Brennstoffzellenabgase 13, 15 intern
dem Restgasbrenner 3 zuführen. Das Brennstoffzellensystem 1 baut
dadurch extrem kompakt. Es ist klar, dass die in 4 gezeigte
Ausführungsform ebenso mit den Besonderheiten der Ausführungsformen
der 2 und 3 kombinierbar ist. Dementsprechend
kann auch bei der Ausführungsform gemäß 4 der
Wärmeübertrager 4 in den Restgasbrenner 3 integriert
sein. Darüber hinaus kann auch der Katalysator 24 in
den Wärmeübertrager 4 integriert sein.In the embodiments of the 1 to 3 . 5 and 6 is the residual gas burner 3 with regard to the fuel cell 2 designed as a separate component and accordingly downstream of the fuel cell 2 arranged. At the in 4 embodiment shown is the residual gas burner 3 to the fuel cell 2 grown on the output side or outflow side. Accordingly, the residual gas burner 3 also downstream of the fuel cell in this embodiment 2 arranged. It is particularly advantageous in the embodiment according to 4 that the residual gas burner 3 the end plate 11 the fuel cell 2 forms. This allows the fuel cell exhaust gases 13 . 15 internally the residual gas burner 3 respectively. The fuel cell system 1 builds extremely compact. It is clear that in 4 embodiment shown as well with the peculiarities of the embodiments of 2 and 3 can be combined. Accordingly, in the embodiment according to 4 the heat exchanger 4 in the residual gas burner 3 be integrated. In addition, the catalyst can also 24 in the heat exchanger 4 be integrated.
Im
folgenden wird anhand der 7 bis 10 ohne
Beschränkung der Allgemeinheit erläutert, wie
die Mischerstruktur 45 grundsätzlich aufgebaut
sein kann.The following is based on the 7 to 10 without restriction of generality tert, as the mixer structure 45 basically can be constructed.
Entsprechend 7 kann
die Mischerstruktur 45 beispielsweise eine poröse
Struktur 46 aufweisen. Diese poröse Struktur 46 ist
dabei in einem Gaspfad 47 angeordnet, der hier durch Pfeile
symbolisiert ist. Entlang dieses Gaspfads 27 wird der Katalysator 24 bzw.
die Mischerstruktur 45 von der jeweiligen Gasströmung
durchströmt. Bei der Gasströmung handelt es sich
bevorzugt um das Brennerabgas 25 oder entsprechend einer
ebenfalls erläuterten Ausführungsform um das Brennstoff-Oxidator-Gemisch. Die
poröse Struktur 46 kann mit Hilfe eines keramischen
Bauteils realisiert werden. Derartige Keramikbauteile, insbesondere
Monolithen, kommen beispielsweise bei der Herstellung von Partikelfiltern zum
Einsatz. Ebenso kann beispielsweise ein Porenbrenner eine geeignete
poröse Struktur aufweisen. Ebenso sind auch metallische
poröse Strukturen denkbar, wie z. B. Metallschäume.
Entsprechend einer besonders zweckmäßigen Ausführungsform kann
die poröse Struktur 46 mit einem geeigneten Katalysatormate rial
beschichtet sein. Eine katalytisch aktive Beschichtung dieser Art
kann beispielsweise mit Platin, Rhodium und/oder Palladium realisiert werden.Corresponding 7 can the mixer structure 45 for example, a porous structure 46 exhibit. This porous structure 46 is in a gas path 47 arranged here symbolized by arrows. Along this gas path 27 becomes the catalyst 24 or the mixer structure 45 flows through the respective gas flow. The gas flow is preferably the burner exhaust gas 25 or according to an embodiment also explained about the fuel-oxidizer mixture. The porous structure 46 can be realized by means of a ceramic component. Such ceramic components, in particular monoliths, are used, for example, in the production of particle filters. Likewise, for example, a pore burner may have a suitable porous structure. Likewise, metallic porous structures are conceivable, such. B. metal foams. According to a particularly expedient embodiment, the porous structure 46 be coated with a suitable catalyst mate rial. A catalytically active coating of this type can be realized for example with platinum, rhodium and / or palladium.
Entsprechend 8 kann
die Mischerstruktur 45 auch mittels Fasern oder Drähten
realisiert werden, die zu einem Gewebe 48 oder zu einem
Gitter 48 verarbeitet sind. Hierdurch kann eine strukturierte
Anordnung der Fasern bzw. Drähte realisiert werden, wodurch
insbesondere eine hohe Tragfähigkeit für die Mischerstruktur 45 bei
gleichzeitig hoher Flexibilität realisierbar ist. Auch
hier ist es möglich, die Fasern bzw. Drähte katalytisch
aktiv zu beschichten.Corresponding 8th can the mixer structure 45 can also be realized by means of fibers or wires that form a tissue 48 or to a grid 48 are processed. In this way, a structured arrangement of the fibers or wires can be realized, whereby in particular a high load capacity for the mixer structure 45 with high flexibility is feasible. Again, it is possible to coat the fibers or wires catalytically active.
9 zeigt
eine Ausführungsform, bei welcher die Mischerstruktur 45 durch
eine Matte 49 gebildet ist, die ebenfalls aus Fasern oder
Drähten besteht, die jedoch unstrukturiert oder amorph
angeordnet sind. Auch diese Fasern bzw. Drähte können
katalytisch aktiv beschichtet sein. 9 shows an embodiment in which the mixer structure 45 through a mat 49 is formed, which also consists of fibers or wires, but which are arranged unstructured or amorphous. These fibers or wires can be catalytically active coated.
Schließlich
zeigt 10 eine Ausführungsform,
bei welcher die Mischerstruktur 45 eine mehrlagige Blechbahnstruktur 50 aufweist.
Diese ist aus mehreren Blechbahnen 51 aufgebaut, die auf
geeignete Weise geschichtet sind, derart, dass sich zwischen benachbarten
Blechbahnen 51 durchströmbare Kanäle 52 ausbilden.
Des weiteren besitzen die Blechbahnen 51 Querverbindungsöffnungen 53, durch
die hindurch benachbarte Kanäle 52 miteinander
kommunizieren. Dieser Queraustausch zwischen benachbarten Kanälen 52 kann
mit Hilfe von Strömungsleitelementen 54 verstärkt
werden, die im Bereich der Quer öffnungen 53 an
den Blechbahnen 51 vorgesehen sein können. Insbesondere
lassen sich derartige Strömungsleitelemente 54 dadurch
ausbilden, dass beim Herstellen der Queröffnungen 53 Teilbereiche
der jeweiligen Blechbahn 51 freigestanzt und abgewinkelt
werden, wobei sie mit der jeweiligen Blechbahn 51 verbunden
bleiben. Auch bei dieser Ausführungsform kann vorgesehen
sein, die Blechbahnstruktur 50 auf geeignete Weise katalytisch
aktiv zu beschichten.Finally shows 10 an embodiment in which the mixer structure 45 a multi-layer sheet metal structure 50 having. This is made of several metal sheets 51 constructed, which are laminated in a suitable manner, such that between adjacent metal sheets 51 flow-through channels 52 form. Furthermore, the metal sheets have 51 Crossover apertures 53 through which adjacent channels 52 communicate with each other. This cross-exchange between adjacent channels 52 can with the help of flow control elements 54 reinforced, in the area of the transverse openings 53 on the metal sheets 51 can be provided. In particular, such flow guide can be 54 form in that when making the transverse openings 53 Subareas of the respective metal sheet 51 punched and angled, taking with the respective sheet metal 51 stay connected. Also in this embodiment can be provided, the sheet metal web structure 50 catalytically active coating in a suitable manner.
11 zeigt
einen stark vereinfachten Längsschnitt durch die Mischerstruktur 45 bei
einer besonderen Ausführungsform, wobei die Mischerstruktur 45 eine
der in den 7 bis 10 gezeigten
Bauformen oder eine beliebige andere geeignete Bauform aufweisen
kann. Entsprechend 11 kann die katalytische Beschichtung
des Oxidationskatalysators 24 bzw. der Mischerstruktur 45 hierbei
in der Längsrichtung, also in der Durchströmungsrichtung gestuft
ausgestaltet sein, derart, dass die katalytische Aktivität
der Beschichtung in der Durchströmungsrichtung des Katalysators 24 bzw.
der Mischerstruktur 45 gestuft zunimmt. Dabei können zwei
oder mehr aufeinander folgende Stufen mit zunehmender Reaktivität
vorgesehen sein. Hierdurch kann die Umsetzungsreaktion entlang der
Strömungsrichtung homogenisiert werden, was die thermische
Belastung des jeweiligen Bauteils reduziert. Zusätzlich
oder alternativ kann auch eine eingansseitige erste Stufe unbeschichtet,
also nicht katalytisch aktiv beschichtet sein, was die thermische
Belastung der Mischerstruktur 45 an deren Eingangsseite
reduziert. Im Beispiel der 11 sind
ohne Beschränkung der Allgemeinheit drei Stufen 55, 56 und 57 dargestellt,
die axial hintereinander angeordnet sind. Die Durchströmungsrichtung
ist hier durch Pfeile 58 angedeutet, wodurch an der Mischerstruktur 45 eine Eingangsseite 59 und
eine Ausgangsseite 60 definiert werden. Im Beispiel sind
somit eine eingangsseitige oder erste Stufe 55, eine mittlere
oder zweite Stufe 56 und eine ausgangsseitige oder dritte
Stufe 57 vorhanden. Insbesondere kann nun vorgesehen sein,
dass die erste Stufe 55 katalytisch inaktiv ist, also keine
katalytisch aktive Beschichtung aufweist, während die zweite
und dritte Stufe 56, 57 katalytisch aktiv beschichtet
sind. Demnach weist die katalytisch aktive Beschichtung in der Durchströmungsrichtung 58 einen
Abstand von der Eingangsseite 59 auf. Die beiden beschichteten
Stufen 56 und 57 unterscheiden sich durch die
katalytische Reaktivität ihrer Beschichtungen voneinander.
Die zuerst durchströmte zweite Stufe 56 besitzt
eine schwächere katalytische Aktivität als die
nachfolgend durchströmte dritte Stufe 57. Die
einzelnen Stufen 55, 56, 57 können
in einem gemeinsamen Strukturelement integral ausgebildet sein.
Ebenso ist es möglich, zumindest eine der Stufen 55, 56, 57 in
einem separaten Strukturelement auszubilden, das mit wenigstens
einem anderen Strukturelement zur Mischerstruktur 45 zusammengebaut
wird. Beispielsweise kann es für die Herstellbarkeit der
Mischerstruktur 45 mit gestufter katalytischer Beschichtung
vorteilhaft sein, die unbeschichtete erste Stufe 55 separat
von einem die beiden anderen beschichteten Stufen 56, 57 aufweisenden Strukturelement
herzustellen, um so die Mischerstruktur 45 zusammenzubauen.
Auch können die beiden katalytisch aktiven Stufen 56, 57 mittels
separater Strukturelemente hergestellt werden. 11 shows a greatly simplified longitudinal section through the mixer structure 45 in a particular embodiment, wherein the mixer structure 45 one of the in the 7 to 10 may have shown designs or any other suitable design. Corresponding 11 may be the catalytic coating of the oxidation catalyst 24 or the mixer structure 45 In this case, in the longitudinal direction, that is to say in the direction of flow, it may be designed in such a way that the catalytic activity of the coating in the direction of flow through the catalyst 24 or the mixer structure 45 gradually increases. In this case, two or more successive stages can be provided with increasing reactivity. As a result, the reaction reaction along the flow direction can be homogenized, which reduces the thermal load of the respective component. In addition or as an alternative, an input-side first stage can also be uncoated, ie not catalytically actively coated, which increases the thermal load on the mixer structure 45 reduced at the input side. In the example of 11 are three levels without restriction of generality 55 . 56 and 57 shown, which are arranged axially one behind the other. The flow direction is here by arrows 58 indicated, causing the mixer structure 45 an entry page 59 and an exit side 60 To be defined. In the example, therefore, an input-side or first stage 55 , a middle or second stage 56 and an output-side or third stage 57 available. In particular, it can now be provided that the first stage 55 catalytically inactive, that has no catalytically active coating, while the second and third stage 56 . 57 catalytically active coated. Accordingly, the catalytically active coating in the flow direction 58 a distance from the input side 59 on. The two coated steps 56 and 57 differ from one another in the catalytic reactivity of their coatings. The first through-flowed second stage 56 has a weaker catalytic activity than the subsequently passed third stage 57 , The individual stages 55 . 56 . 57 can be integrally formed in a common structural element. It is also possible, at least one of the stages 55 . 56 . 57 form in a separate structural element, with at least one other structural element to the mixer structure 45 is assembled. For example, it may be for the manufacturability of the mixer structure 45 with stepped catalytic advantageous coating, the uncoated first stage 55 separately from one of the two other coated stages 56 . 57 To produce structure element, so as to the mixer structure 45 assemble. Also, the two catalytically active stages 56 . 57 be produced by means of separate structural elements.
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- DE 102004033545
A1 [0002] DE 102004033545 A1 [0002]
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- DE 102006017616 [0003] - DE 102006017616 [0003]
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- DE 202006008898 U1 [0038] - DE 202006008898 U1 [0038]