DE102008048376A1 - Fuel cell system for power and/or heat generation, has oxygen provided by high temperature solid oxide fuel cell, carbon di-oxide produced and subsequently liquefied during reaction over carbon di-oxide separation unit - Google Patents

Fuel cell system for power and/or heat generation, has oxygen provided by high temperature solid oxide fuel cell, carbon di-oxide produced and subsequently liquefied during reaction over carbon di-oxide separation unit Download PDF

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Abstract

The system has an anode circuit discharging and/or directing substance flow, so that additional water evaporation is not required in a continuous operation and heat process and residual gas flow are fed to enable high efficiency. Oxygen is provided by a high temperature solid oxide fuel cell, and hydrogen is removed by a high temperature-polymer-electrolyte-membrane-fuel cell. Carbon di-oxide is produced and subsequently liquefied during a reaction over a carbon di-oxide separation unit. An independent claim is also included for a method for operating, regulating and controlling a fuel cell system for power and/or heat generation.

Description

Die Erfindung betrifft ein hoch effizientes Brennstoffzellensystem zur Strom- und/oder Wärmeerzeugung mit einem Reformer für Kohlenwasserstoffe oder kohlenstoffhaltige Brennstoffe wie Kohle und Holz, einem Brenner mit separater Brennstoffzufuhr zur Wärmezufuhr für den Reformierungsprozess und zumindest einer Hochtemperatur Festoxid Brennstoffzelle (SOFC) und zumindest einer Hochtemperatur-Polymer-Elektrolyt-Membran-Brennstoffzelle (HT-PEM BZ) sowie einer Einheit zur CO2 Trennung. Zusätzlich kann die restliche Wärme in einer Gasturbine, einer Dampfturbine oder in einem Rankine Cycle genutzt werden. Das in dem Brennstoffzellensystem im Kreislauf geführte Wasser liegt dabei ausschließlich gasförmig vor.The The invention relates to a highly efficient fuel cell system for Electricity and / or heat generation with a reformer for Hydrocarbons or carbonaceous fuels such as coal and Wood, a burner with separate fuel supply to heat for the Reforming process and at least one high-temperature solid oxide fuel cell (SOFC) and at least one high temperature polymer electrolyte membrane fuel cell (HT-PEM BZ) and a unit for CO2 separation. In addition, can the remaining heat in a gas turbine, a steam turbine or in a Rankine cycle be used. The recirculated water in the fuel cell system lies exclusively gaseous in front.

Vom Stand der Technik ist es bekannt, dass herkömmliche Systemverschaltungen mit PEM-Brennstoffzellen, HT-PEM-Brennstoffzellen oder SOFC Brennstoffzellen bei der Nutzung von herkömmlichen Kohlenwasserstoffen und kohlenstoffhaltigen Brennstoffen einen hohen Wasserdampfbedarf in der Reformierung bzw. der Gasbereitstellung mit der bevorzugten Gasqualität aufweisen. Der zusätzlich zugeführte Wasserdampf erweist sich als vorteilhaft für die Gasbereitstellung, da er zum einen in der Reformierung die Russbildung unterdrückt sowie eine zusätzliche Quelle für Wasserstoff darstellt und zum anderen in der Kohlenmonoxidreduzierung mittels der Wassergasshiftreaktion benötigt wird.from It is known in the prior art that conventional system interconnections with PEM fuel cells, HT-PEM fuel cells or SOFC fuel cells in the use of conventional Hydrocarbons and carbonaceous fuels have a high Steam demand in the reforming or gas supply with the preferred gas quality exhibit. The additional supplied Water vapor proves to be advantageous for the gas supply, since On the one hand, it suppresses the formation of soot in the reform process as well an additional Source for Represents hydrogen and on the other in the carbon monoxide reduction by means of the water gas shift reaction.

Dies erfordert deshalb eine separate Bereitstellung von Wasser und dessen vorherige Verdampfung vor Eintritt in die einzelnen Reaktoren. Bisher ist im Stand der Technik kein Brennstoffzellensystem bekannt in der eine vollständige Schließung der Wasserbilanz bei hohen Außentemperaturen ohne externe Bereitstellung des benötigten Wassers für die Gaserzeugung erreicht wird.This therefore requires separate provision of water and its previous evaporation before entry into the individual reactors. So far in the prior art, no fuel cell system is known in the one complete closure the water balance at high outside temperatures without external provision of the required water for gas production is reached.

Des weiteren ist es bekannt das Brennstoffzellensysteme, welche mit direkter Vorort Wasserstofferzeugung aus herkömmlichen Kohlenwasserstoffen und/oder kohlenstoffhaltigen Brennstoffen betrieben werden den Wasserstoff bzw. das Kohlenmonoxid nicht voll umsetzen können, da ein zu geringer Wasserstoffgehalt in der Brennstoffzelle zu einer Beschädigung der Membran führen kann.Of Further, it is known the fuel cell systems, which with Direct suburb Hydrogen generation from conventional hydrocarbons and / or carbonaceous fuels are the hydrogen or the carbon monoxide can not fully implement because a too low hydrogen content can lead to damage of the membrane in the fuel cell.

Ein weiterer Aspekt bei Brennstoffzellensystemen die mit Kohlenwasserstoffen bzw. mit kohlenstoffhaltigen Brennstoffen betrieben werden sind die Kohlendioxid-Emissionen. Üblicherweise werden die Kohlendioxid-Emissionen über das Abgas an die Umgebung gegeben.One Another aspect of fuel cell systems with hydrocarbons or operated with carbon-containing fuels the carbon dioxide emissions. Usually The carbon dioxide emissions through the exhaust gas to the environment given.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Brennstoffzellenanlage in verbesserter Betriebsweise vorzuschlagen. Der in der Reformierung entstehende Kohlenmonoxid und Wasserstoff CnHm + H2O → xCO + yH2 + zCO2 wird in der nachfolgenden SOFC Brennstoffzelle mit Sauerstoff zu Kohlendioxid und Wasserdampf umgesetzt. 2H2 + O2 → 2H2O und 2CO + O2 → 2CO2 The object of the invention is to propose a fuel cell system in improved operation. The resulting in the reforming carbon monoxide and hydrogen CnHm + H2O → xCO + yH2 + zCO2 is converted in the following SOFC fuel cell with oxygen to carbon dioxide and water vapor. 2H2 + O2 → 2H2O and 2CO + O2 → 2CO2

Dabei entsteht sowohl Strom als auch Wärme. Die Brennstoffzelle kann jedoch nicht den gesamten Wasserstoff und Kohlenmonoxid umsetzen. In einer nachfolgenden Wassergasshiftreaktor kann optional der Kohlenmonoxidgehalt des SOFC Abgases auf ein für die HT-PEM Brennstoffzelle verträgliches Maß gesenkt werden. CO + H2O → CO2 + H2 This creates both electricity and heat. However, the fuel cell can not convert all the hydrogen and carbon monoxide. In a subsequent water gas lift reactor, optionally, the carbon monoxide content of the SOFC exhaust gas can be reduced to a level acceptable for the HT-PEM fuel cell. CO + H2O → CO2 + H2

Auf Grund des Umsatzes von CO in der SOFC können bei Bedarf in dem erfindungsgemäßen Brennstoffzellensytem auf die Wassergasshiftreaktoren verzichtet werden. In der nachfolgenden HT-PEM Brennstoffzelle wird der im System enthaltene restliche Wasserstoff umgesetzt und über die Membran aus dem System entfernt und in der an sich bekannten elektrochemischen Reaktion in Strom und Wärme umgewandelt. Ein vollständiger Umsatz kann jedoch nicht statt finden. 2H2 + O2 → 2H2O Due to the conversion of CO in the SOFC, the water gas suspension reactors can be dispensed with in the fuel cell system according to the invention if required. In the following HT-PEM fuel cell, the remaining hydrogen contained in the system is reacted and removed through the membrane from the system and converted into electricity and heat in the known electrochemical reaction. However, full turnover can not take place. 2H2 + O2 → 2H2O

Vor und/oder nach der HT-PEM Brennstoffzelle wird der Kohlendioxid mit Hilfe von an sich bekannten Verfahren beispielsweise der Adsorption CaO + CO2 ←→ CaCO3 oder einem anderen Verfahren überwiegend aus dem Anodenkreislauf entfernt. Das nach der HT-PEM Brennstoffzelle aus der Anode herauskommende Gas, welches hauptsächlich aus Wasserdampf und zu geringen Anteilen aus Wasserstoff, Kohlenmonoxid und Kohlendioxid besteht wird der Reformierung wieder zugeführt, so dass auch der nicht in der Brennstoffzelle umgesetzte Wasserstoff und das Kohlenmonoxid in dem Prozess weitergenutzt werden können und der Reformierung eine ausreichende Menge Wasserdampf zur Verfügung steht. Die für die Reformierung zusätzlich benötigte Wärme kann durch einen Brenner mit zusätzlichem Brennstoff und/oder elektrischer Beheizung zur Verfügung gestellt werden.Before and / or after the HT-PEM fuel cell, the carbon dioxide by means of known methods, for example, the adsorption CaO + CO2 ← → CaCO3 or another method predominantly removed from the anode circuit. The after the HT-PEM fuel cell coming out of the anode gas, which consists mainly of water vapor and small amounts of hydrogen, carbon monoxide and carbon dioxide is fed back to the reforming, so that not reacted in the fuel cell hydrogen and carbon monoxide in the process can continue to be used and the reforming a sufficient amount of water vapor is available. The additional heat required for the reforming can be provided by a burner with additional fuel and / or electrical heating.

Um einen möglichst hohen Wirkungsgrad zu erzielen kann es vorteilhaft sein die im Brennstoffzellensystem nicht genutzte Abwärme in einem Dampfturbinenprozess oder einen Rankine Cycle zu nutzen.To the highest possible efficiency It may be advantageous to use the waste heat not used in the fuel cell system in a steam turbine process or a Rankine cycle.

Dieses System verbindet zwei Vorteile. Zum einen bleibt das Wasser im gesamten Prozess immer gasförmig und wird in der SOFC anodenseitig erzeugt. Somit muss keine zusätzliche Energie zur Wasserverdampfung aufgewendet und bei einem ausreichend hohen C/H-Verhältnisses des zugeführten Brennstoffes kein zusätzliches Wasser in das System geführt werden und zum anderen ist keine aufwändige Trennung von Luftsauerstoff aus der Luft wie beispielsweise bei den Oxifuel-Verfahren notwendig, weil der Sauerstoff dem System über die Kathode der SOFC systembedingt zugeführt wird. Durch die Rückführung des Anodenabgas in den Reformer wird somit der Sauerstoff über das gebildete Wasser bereitgestellt. Bei der Abtrennung des CO2 können diverse Verfahren eingesetzt werden. Aufgrund der relativ hohen Temperaturen des Anodenabgases wird beispielsweise die CO2 Absorption einsetzbar sein.This System combines two advantages. For one, the water stays in the whole Process always gaseous and is generated in the SOFC on the anode side. Thus, no additional Energy spent on evaporation of water and sufficient at one high C / H ratio of the supplied Fuel no additional Water led into the system On the other hand, there is no time-consuming separation of atmospheric oxygen necessary from the air, as in the case of the Oxifuel process, because the oxygen is over the system the cathode of the SOFC system is fed. By the return of the Anode exhaust gas in the reformer is thus the oxygen over the provided water. When separating the CO2 can various Procedures are used. Due to the relatively high temperatures of the anode exhaust gas, for example, the CO2 absorption can be used be.

In dem erfindungsgemäßen Brennstoffzellensystem ist es besonders Vorteilhaft den Anodenabgasstrom über eine entsprechende Einrichtung beispielsweise einem Wärmeübertrager vor Eintritt in den Reformer vorzuheizen, so dass die bei der Reformierung benötigte Wärme über die Brenner nicht zusätzlich aufgebracht werden muss. Um Wärmeverluste sowie die restliche benötigte Energie für die Reformierung bereitzustellen ist es vorteilhaft einen Brenner und/oder eine elektrische Heizung zur Beheizung der Reformierung zu nutzen. Der Brenner wird über eine separate Zuführung mit Brennstoff und Luft versorgt. Zusätzlich ist es vorteilhaft die Brennerluft beispielsweise über einen weiteren Wärmeübertrager vorzuwärmen damit die Energie zur Erwärmung des Reformers nicht ausschließlich über die Verbrennungsreaktion aufgebracht werden muss. Dies ist äußerst vorteilhaft für die Effizienz des Systems. Zur exakten Dosierung des Wassergehalts in der Reformierung wird die Betriebsweise der Brennstoffzelle (SOFC) genutzt, um durch gezielte Abreicherung mittels elektrochemischer Reaktionen in der Brennstoffzelle die erwünschten Mengen an Wasser einzustellen. Bezeichnend in dem erfindungsgemäßen Brennstoffzellensystem ist die Verwendung von zwei unterschiedlichen Brennstoffzellentypen. Dies kann aus einer Kombination einer SOFC und einer HT-PEM Brennstoffzelle geschehen. Die Schließung der Massenbilanz erfolgt in dem erfindungsgemäßen Brennstoffzellensystem über die Betriebsweise der Brennstoffzellen und der CO2 Abtrennung über die Systemgrenze.In the fuel cell system according to the invention it is particularly advantageous the anode exhaust gas flow over a corresponding device such as a heat exchanger before entering the Preheat reformer, so that the heat required in the reforming on the Burner not additional must be applied. To heat loss as well as the rest needed Energy for to provide the reforming, it is advantageous a burner and / or an electric heater for heating the reforming to use. The burner is over a separate feeder supplied with fuel and air. In addition, it is advantageous the Burner air for example over another heat exchanger preheat thus the energy to warm up the reformer not exclusively on the combustion reaction must be applied. This is extremely beneficial for efficiency of the system. For the exact dosage of the water content in the reforming the mode of operation of the fuel cell (SOFC) is used to targeted depletion by means of electrochemical reactions in the fuel cell the desired ones Adjust amounts of water. Characteristic in the fuel cell system according to the invention is the use of two different fuel cell types. This can be a combination of a SOFC and a HT-PEM fuel cell happen. The closure of the Mass balance takes place in the fuel cell system according to the invention on the Mode of operation of fuel cells and CO2 separation across the system boundary.

Des Weiteren ist die erfindungsgemäße Betriebsweise der Brennstoffzellenanlage dadurch gekennzeichnet, dass das Anodenabgas, die Brennerzuluft und die Kathodenzuluft für die SOFC Brennstoffzelle und die HT-PEM Brennstoffzelle über Wärmeübertrager vor Eintritt in die jeweiligen Prozesse zur Steigerung der Effizienz der Brennstoffzellenanlage vorgewärmt werden. Optimalerweise sind in der erfindungsgemäßen Brennstoffzellenanlage die Zuführung der einzelnen Stoffströme sowie die Weiterleitung und prozesstechnische Zwischenbehandlung der Stoffströme in beispielsweise Wärmeübertragern so gewählt, dass so viel wie möglich der entstandenen Wärme dem Prozess der Gasbereitstellung bzw. der Brennstoffzelle zurückgeführt werden kann.Of Further is the operation of the invention the fuel cell system characterized in that the anode exhaust gas, the burner supply air and the cathode supply air for the SOFC fuel cell and the HT-PEM fuel cell over Heat exchanger before entering the respective processes to increase efficiency the fuel cell system to be preheated. optimally, are in the fuel cell system according to the invention the feeder the individual material flows as well as the forwarding and procedural interim treatment of the material flows in example, heat exchangers so selected that as much as possible the resulting heat be returned to the process of gas supply or the fuel cell can.

Durch diese Prozessanordnung kann eine Kondensation und Verdampfung des für den Prozess notwendigen Wassers vermieden werden und die Effizienz um den Betrag der Verdampfungsenergie erhöht werden.By This process arrangement can be a condensation and evaporation of the for the Process necessary water can be avoided and efficiency around the amount of evaporation energy can be increased.

Die Erfindung macht daher kathodenseitig und anodenseitig eine separate Kondensation des in den Abgasen befindlichen Wassers und damit eine Rückgewinnung über einen derartigen Prozessschritt oder über andere Hilfseinrichtungen überflüssig. Das für die Reformierung benötigte Wasser wird bei ausreichend hohen C/H-Verhältnissen ausschließlich über die elektrochemische Reaktion der SOFC erzeugt und bereitgestellt. Bei zu geringen C/H kann eine zusätzliche Einbrigung von Wasser vorteilhaft sein. Zusätzlich kann der nicht verbrauchte Wasserstoff und das Kohlenmonoxid über die Rückführung des Anodenabgases der Reformierung zugeführt werden und damit dem Prozess weiter zur Verfügung stehen. Insbesondere wird dadurch die Tendenz zur Russbildung in der Reformierung unterdrückt und geringere Wasserdampf-Kohlenstoff-Verhältnisse (SCR) sind möglich, so dass eine zusätzliche Einbringung von Wasser bei geringen C/H-Verhältnissen vermieden werden kann. Gemäß der Erfindung erfolgt die Versorgung des Reformierungsprozesses mit Oxidationsmitteln (Wasserdampf) über das Anodenabgas. Zusätzlich ist eine Druckaufladung des Prozesses wesentlich einfacher, da es sich um ein geschlossenes System auf der Anodenseite handelt und somit nur die Kathodenzuluftströme für die SOFC und die HT-PEM Brennstoffzelle über einen Kompressor (Gasturbinenprozess) aufgeladen werden müssen.The The invention therefore makes a separate cathode-side and anode-side Condensation of the water contained in the exhaust gases and thus a recovery via a such process step or over other auxiliary equipment superfluous. That for the reform needed Water is at sufficient high C / H ratios exclusively on the generated and provided electrochemical reaction of SOFC. at too low C / H can be an additional Borrowing water may be beneficial. In addition, the unused Hydrogen and carbon monoxide via the return of the anode exhaust gas of the Reforming be supplied and thus continue to be available to the process. In particular, will thereby suppressing the tendency for soot formation in reforming and lower water vapor-carbon ratios (SCR) are possible, so that an extra Incorporation of water at low C / H ratios can be avoided. According to the invention the supply of the reforming process with oxidizing agents takes place (Water vapor) over the anode exhaust. additionally Printing a process is much easier as it is is a closed system on the anode side and thus only the cathode feed air streams for the SOFC and the HT-PEM fuel cell over a compressor (gas turbine process) must be charged.

In der dem Reformierungsprozess möglicherweise nach geordneter Wassergasshift-Reaktion wird gemäß der Erfindung der in der Reformierung nicht umgesetzte Wasserdampf für die Umsetzung des im Reformatgas enthaltenen Kohlenmonoxids zu Wasserstoff und Kohlendioxid eingesetzt.In possibly the reforming process after ordered water gas shift reaction becomes according to the invention the unreacted in the reforming water vapor for the implementation of the Carbon monoxide contained in the reformate gas to hydrogen and carbon dioxide used.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Brennstoffzellenanlage dabei so effizient wie möglich zu bauen. Dabei sind die Temperaturen bei Verwendung eines Brenners und des Reformers und der SOFC Brennstoffzelle im Betrieb etwa gleich hoch und betragen in etwa 750°C. Die Bereitstellung der benötigten Energie für die Reformierung kann neben der Verwendung eines Brenners mit separater Brennstoff- und Luftzuführung auch über eine elektrische Zusatzheizung erfolgen. Die Komponenten können auf Grund des einheitlichen Temperaturniveaus in eine Einheit integriert werden. Dabei sind verschiedene Bauformen denkbar, jedoch ist es äußerst vorteilhaft die Einheit beispielsweise in Form eines Wärmeübertragers mit katalytischer Beschichtung auszuführen. Die Integration ist besonders im Startverhalten vorteilhaft, da der Brenner seine Wärme beim Systemstart an den Reformer unmittelbar durch Wärmeleitung/Strahlung oder anderen bekannten Verfahren zur Wärmeübertragung übertragen kann.The object of the invention is to build the fuel cell system as efficiently as possible. The temperatures are at Use of a burner and the reformer and the SOFC fuel cell in operation about the same height and amount to about 750 ° C. The provision of the required energy for the reforming can be done in addition to the use of a burner with separate fuel and air supply via an electric booster heater. The components can be integrated into one unit due to the uniform temperature level. Different designs are conceivable, however, it is extremely advantageous to carry out the unit, for example in the form of a heat exchanger with catalytic coating. The integration is particularly advantageous in the starting behavior, since the burner can transfer its heat at system startup to the reformer directly by heat conduction / radiation or other known methods for heat transfer.

Die Steuerung der Temperaturen der Zuluft für das Brennstoffzellensystem, welches in vorher definierten Grenzen je nach Bauweise der SOFC und der HT-PEM Brennstoffzelle liegen muss erfolgt über die Lüfter und an geeigneten Stellen eingesetzten Wärmeübertragern. Idealerweise sind diese im Kathodenabgasstrom der jeweiligen Brennstoffzelle angeordnet.The Control of the temperatures of the supply air for the fuel cell system, which in previously defined limits depending on the construction of the SOFC and the HT-PEM fuel cell must be carried over the Fan and at appropriate locations used heat exchangers. Ideally these are arranged in the cathode exhaust gas stream of the respective fuel cell.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Betrieb und zur Regelung und Steuerung des Betriebes des Brennstoffzellensystemes.The The invention further relates to a method of operation and control and controlling the operation of the fuel cell system.

Das Brennstoffzellensystem kann beispielsweise mit einem CO2-Strom gestartet werden. Der Gasstrom wird dabei durch das Brennstoffzellensystem geführt und beispielsweise mit dem Brenner oder elektrischen Heizungen vorgewärmt. Der aufgeheizte Gasstrom wärmt durch die Durchströmung des Reformers, der Brennstoffzellen, der CO2-Abscheidung sowie den Wärmeübertrager und den Rohrleitungen das gesamte System bis auf die Starttemperaturen auf. Die Reformierung kann dann gestartet werden. Dadurch wird es ermöglicht, wenn Brennstoffzellen und Reformer ihre notwendigen Temperaturen erreicht haben, dass das Brennstoffzellensystem nach dem Start der Reformierung unmittelbar Strom erzeugen kann und dass nach dem Start der Reformierung unter Anwesenheit von Sauerstoff und ohne nennenswerte Anwesenheit von Wasserdampf der Reformierung zeitnah Wasserdampf aus der Rückführung des Anodengasstromes zur Verfügung steht. Dazu kann entweder Luft und/oder zusätzlich Wasserdampf in den Reformer eingebracht werden bis die SOFC über die elektrochemische Reaktion anodenseitig Wasser erzeugt. Wird beispielsweise ein Brenner zur zusätzlichen Wärmebereitstellung genutzt, kann es vorteilhaft sein die restliche Abwärme des Brenners in einem Wärmeübertrager dem System zurückzuführen, um die Effizienz zu steigern.The Fuel cell system can be started, for example, with a CO2 stream become. The gas flow is through the fuel cell system guided and preheated, for example, with the burner or electric heaters. Of the heated gas stream warms through the flow the reformer, fuel cells, CO2 capture and the Heat exchanger and the piping the entire system up to the starting temperatures on. The reforming can then be started. This makes it possible when fuel cells and reformers get their necessary temperatures have achieved that the fuel cell system after the start of the Reforming can generate electricity directly and that after the start the reforming in the presence of oxygen and without appreciable Presence of steam of reforming timely water vapor from the return of the Anodengasstromes available stands. This can either air and / or additional water vapor in the reformer be introduced until the SOFC over the electrochemical reaction generates water on the anode side. Becomes For example, a burner used for additional heat supply, It may be advantageous the remaining waste heat of the burner in a heat exchanger due to the system to increase efficiency.

Bezeichnend für das erfindungsgemäße Brennstoffzellensystem ist die alleinige Bereitstellung des Oxidationsmittels über die Kathodenseite der Hochtemperaturbrennstoffzelle beispielsweise eine SOFC, welche anodenseitig Wasserdampf erzeugt. Der Sauerstoffbedarf wird komplett über die Zudosierung der Kathodenluft und der Betriebsweise der SOFC gedeckt. Dabei beeinflusst die Betriebsweise der SOFC die Bildung von Wasserdampf und damit die Bereitstellung von Wasserdampf in der Reformierung durch Rückführung des Anodenabgases nach elektrochemischer Nutzung in der letzten Brennstoffzelle. Die Zuführung der Reaktionsstoffe erfolgt über die Brennstoffleitung in die Reformierung sowie über die Kathode der Hochtemperaturbrennstoffzelle (SOFC). Das erfindungsgemäße Brennstoffzellensystem verfügt über keine Abgasleitung wie sie bei herkömmlichen Brennstoffzellensystemen eingesetzt werden. Die Massenbilanz des Systems wird durch die Abfuhr der Stoffe über die Membran von der Anodenseite auf die Kathodenseite der HT-PEM-Brennstoffzelle und dem Austrag des kathodenseitig gebildeten Wasserdampfs geschlossen. 2H2 + O2 → 2H2O Characteristic of the fuel cell system according to the invention is the sole provision of the oxidizing agent on the cathode side of the high-temperature fuel cell, for example, a SOFC, which generates water vapor on the anode side. The oxygen demand is completely covered by the addition of the cathode air and the operation of the SOFC. The mode of operation of the SOFC influences the formation of water vapor and thus the supply of water vapor in the reforming by recycling the anode exhaust gas after electrochemical use in the last fuel cell. The feed of the reactants via the fuel line in the reforming and the cathode of the high-temperature fuel cell (SOFC). The fuel cell system according to the invention has no exhaust pipe as used in conventional fuel cell systems. The mass balance of the system is closed by the removal of the substances via the membrane from the anode side to the cathode side of the HT-PEM fuel cell and the discharge of the water vapor formed on the cathode side. 2H 2 + O 2 → 2H 2 O

Das erzeugte CO2 wird in dem erfindungsgemäßen Brennstoffzellensystem mittels an sich bekannter Verfahren zur CO2 Separation über die Bilanzgrenze des Systems abgeführt. Dies kann beispielsweise mittels CO2-Wäsche oder mittels CO2 Adsorption/Desorptionsverfahren geschehen. Es ist vorteilhaft eine CO2 Separation mittels Karbonatisierung und Kalzinierung von CaO/CaCO3 in dem erfindungsgemäßen System zu integrieren. CaCO3 ←→ CaO + CO2 The generated CO2 is removed in the fuel cell system according to the invention by means of methods known per se for CO2 separation over the balance limit of the system. This can be done for example by means of CO2 scrubbing or by means of CO2 adsorption / desorption. It is advantageous to integrate a CO2 separation by means of carbonation and calcination of CaO / CaCO 3 in the system according to the invention. CaCO3 ← → CaO + CO2

Die CO2 Adsorption findet dabei bei etwa 650°C und die Desorption bei 900°C statt. Der Prozess kann in zwei gekoppelt durchströmten zirkulierende Wirbelschichtreaktoren realisiert werden.The CO2 adsorption takes place at around 650 ° C and desorption at 900 ° C. The process can be carried out in two circulating fluidized bed reactors coupled together will be realized.

Die Steuerung/Regelung des Brennstoffzellensystems erfolgt ausschließlich über die Steuerung der Brennstoffzufuhr, der Stromabnahme der SOFC und damit der Sauerstoffzufuhr zum Anodenkreislaufes, den Lüfter zur Führung des Anodenkreislaufes und die Stromabnahme der HT-PEM BZ und damit der Wasserstoffabfuhr aus dem Anodenkreislauf, sowie die Steuerung der CO2 Separationseinheit sowie den Lüfter oder den Lüftern (Kompressoren) der Luftzuführung der SOFC Kathode und der HT-PEM BZ Kathode.The Control / regulation of the fuel cell system takes place exclusively via the Control of the fuel supply, the current consumption of the SOFC and thus the oxygen supply to the anode circuit, the fan to guide of the anode circuit and the current collection of HT-PEM BZ and thus the Hydrogen removal from the anode circuit, as well as the control of CO2 separation unit as well as the fan or the fans (compressors) the air supply the SOFC cathode and the HT-PEM BZ cathode.

Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung, die schematisch zwei Ausführungsvarianten enthält, näher erläutert. Dabei zeigtFurther Features, advantages and details of the invention will become apparent below with reference to the drawing, which schematically contains two embodiments, explained in more detail. there shows

1 die prinzipielle Ausführung eines Brennstoffzellensystems, welches gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitet. 1 the basic execution of a Fuel cell system, which operates according to the inventive method.

2 eine mögliche Variante des Brennstoffzellensystems 2 a possible variant of the fuel cell system

1 zeigt eine bevorzugte Verschaltung des erfindungsgemäßen Brennstoffzellensystems. Das erfindungsgemäße Brennstoffzellensystem weist einen Reformer 1 zur Umsetzung von Kohlenwasserstoffe wie Heizöl, Diesel, Propan oder Erdgas mit Luft und/oder Wasser auf. Das zur Reformierung benötigte Oxidationsmittel wird im stationären Betrieb des Brennstoffzellensystems ausschließlich mittels des Lüfters 14 und der Kathode 4 über die Membran der Brennstoffzelle bereitgestellt. In der Brennstoffzelle finden an sich bekannte elektrochemische Reaktionen statt, in der der Sauerstoff durch die Membran (Ionentransport) zur Anode gelangt, welche Strom und Wärme erzeugen. Während der Reaktion entsteht anodenseitig Wasserdampf, welche über das System nach der Nutzung in der letzten Brennstoffzelle (11 und 12) zur Gänze dem Reformierungsprozess über die Verbindungsleitung 27, der Einheit zum Rückführen der Anodenabluft (bsw. Lüfter, Pumpe), der Verbindungsleitung 26 und 22 unter Behandlung im Wärmeübertrager 5 zugeführt wird. Das im Reformer erzeugte Reformatgas wird in die Anode 3 überführt. Dabei finden elektrochemische Reaktionen statt in denen der H2- und CO-Gehalt gesenkt und anodenseitig Wasserdampf gebildet wird. Die Kathodenluft wird über die Einheit 14, unter Behandlung im Wärmeübertrager 15 und der Verbindungsleitung 17 in die Kathode 4 gegeben. Kathodenabluft wird über die Verbindungsleitung 16, dem Wärmeübertrager 15 und der Entsorgungsleitung 34 dem System abgeführt. Die Kathodenluft wird dabei im Wärmeübertrager 15 auf die Eintrittsbedingungen der Kathode 4 konditioniert. Unter Durchströmung der Verbindungsleitungen 23 und 33 und unter Behandlung im Wärmetauscher 5 wird das restliche Reformat in eine Einheit zur CO2 Entfernung 7 gegeben. Hier wird das CO2 zum großen Teil mittels bekannter Verfahren zur CO2 Separation aus dem Reformat entfernt. Über den Prozessschritt 6 und der Entsorgungsleitung 25 wird das CO2 dem System abgeführt und kann anschließend mittels bekannter Verfahren gebunden werden. Über den Wärmeübertrager 8 wird das CO2 reduzierte Reformat in die Anode 12 der HT-PEM gegeben wo es nach bekannter elektrochemischer Reaktion umgesetzt wird. Das restliche Anodenabgas H2 reduziert und besitzt einen für die Reformierung ausreichenden Anteil an Wasserdampf. Über die Einheit 10 wird das Anodenabgas zurück in die Reformierung geführt, in welcher der Wasserdampf für die Reformierungsreaktion zur Verfügung steht. Die Kathode 11 wird über die Einheit 14 unter Behandlung in Einheit 13 (Wärmeübertrager) mit Luft versorgt. Die Kathodenluft wird dabei im Wärmeübertrager 13 auf die Eintrittsbedingungen der Kathode 11 konditioniert. Das Kathodenabgas wird über Einheit 13 und der Entsorgungsleitung 31 aus dem Brennstoffzellensystem entfernt. Über die Membran wird der Wasserstoff unter Bildung von kathodenseitigem Wasserdampf aus dem System entfernt und über die Kathodenabluft entsorgt. 1 shows a preferred interconnection of the fuel cell system according to the invention. The fuel cell system according to the invention has a reformer 1 for the conversion of hydrocarbons such as fuel oil, diesel, propane or natural gas with air and / or water. The oxidant required for reforming is used in stationary operation of the fuel cell system exclusively by means of the fan 14 and the cathode 4 provided across the membrane of the fuel cell. In the fuel cell known electrochemical reactions take place, in which the oxygen passes through the membrane (ion transport) to the anode, which generate electricity and heat. During the reaction, water vapor is generated on the anode side, which via the system after use in the last fuel cell ( 11 and 12 ) entirely on the reforming process via the interconnector 27 , the unit for recycling the anode exhaust air (eg fan, pump), the connecting line 26 and 22 under treatment in the heat exchanger 5 is supplied. The reformate gas generated in the reformer is transferred to the anode 3 transferred. In this case, electrochemical reactions take place in which the H2 and CO content is lowered and anode-side water vapor is formed. The cathode air is over the unit 14 , under treatment in the heat exchanger 15 and the connection line 17 into the cathode 4 given. Cathode exhaust is through the connection line 16 , the heat exchanger 15 and the disposal line 34 discharged from the system. The cathode air is in the heat exchanger 15 on the entry conditions of the cathode 4 conditioned. Under flow through the connecting lines 23 and 33 and under treatment in the heat exchanger 5 the rest of the reform will be transformed into a CO2 removal unit 7 given. Here, most of the CO2 is removed from the reformate using known CO2 separation techniques. About the process step 6 and the disposal line 25 the CO2 is removed from the system and can then be bound by known methods. About the heat exchanger 8th is the CO2 reduced reformate in the anode 12 the HT-PEM given where it is reacted by known electrochemical reaction. The remaining anode exhaust gas H2 reduces and has a sufficient for the reforming portion of water vapor. About the unit 10 the anode exhaust gas is passed back to the reforming, in which the steam is available for the reforming reaction. The cathode 11 is about the unit 14 under treatment in unit 13 (Heat exchanger) supplied with air. The cathode air is in the heat exchanger 13 on the entry conditions of the cathode 11 conditioned. The cathode exhaust gas is over unity 13 and the disposal line 31 removed from the fuel cell system. The hydrogen is removed from the system via the membrane with formation of cathode-side water vapor and disposed of via the cathode exhaust air.

Um der Reformierung ausreichen Energie zur Verfügung zu stellen wird der Anodenabgasstrom in dem Wärmeübertrager 5 erhitzt. Zur Bereitstellung der restlichen benötigten Energie kann bei Bedarf ein katalytischenr oder nicht katalytischen Brenner 2 mit separater Brennstoffzuführung 19 genutzt werden. Die dabei entstehende Wärme wird unmittelbar dem Reformer 1 über Wärmeleitung/Strahlung zugeführt. Die restliche Energie im Brennerabgas kann über die Einheit 35 (Wärmeübertrager) dem System zurückgeführt werden. Der Reformer 1 sowie der Brenner 2 können so betrieben werden, dass sich annähernd gleiche Austrittstemperaturen nach dem jeweiligen Prozessschritt ergeben.To provide sufficient energy for the reforming, the anode exhaust stream will be in the heat exchanger 5 heated. If necessary, a catalytic or non-catalytic burner may be provided to provide the remaining energy required 2 with separate fuel supply 19 be used. The resulting heat is directly the reformer 1 supplied via heat conduction / radiation. The remaining energy in the burner exhaust gas may be above the unit 35 (Heat exchanger) are returned to the system. The reformer 1 as well as the burner 2 can be operated in such a way that approximately the same outlet temperatures result after the respective process step.

Die Erfindung ist nicht auf die in 1 dargestellte Ausführungsvariante eingeschränkt. In dem erfindungsgemäßen Brennstoffzellensystem können mehrere Brennstoffzellen und/oder Verschaltungsvarianten der Stoffströme zur Konditionierung der jeweiligen Eintrittstemperaturen in die einzelnen Reaktoren mittels Wärmeübertrager vorgesehen werden. 2 stellt eine mögliche Variante des Brennstoffzellensystems mit dem erfindungsgemäßen Verfahren dar. Dabei ist die Einheit zur Entfernung und des Abführens von CO2 aus dem System nach der letzten Brennstoffzelle angeordnet.The invention is not limited to those in 1 illustrated embodiment variant restricted. In the fuel cell system according to the invention, a plurality of fuel cells and / or interconnection variants of the material streams for conditioning the respective inlet temperatures into the individual reactors can be provided by means of heat exchangers. 2 represents a possible variant of the fuel cell system with the inventive method. The unit for removing and discharging CO2 from the system after the last fuel cell is arranged.

11
Reformerreformer
22
Brennerburner
33
Anode SOFCanode SOFC
44
Kathode SOFCcathode SOFC
55
WärmeübertragerHeat exchanger
66
Abführeinheit CO2discharge unit CO2
77
CO2 EntfernungCO2 distance
88th
WärmeübertragerHeat exchanger
99
Lüfter BrennerFan burner
1010
Einheit zum Rückführen der Anodenabluft (bsw. Lüfter, Pumpe)unit to return the Anode exhaust air (eg fan, Pump)
1111
Kathode HT-PEMcathode HT-PEM
1212
Anode HT-PEManode HT-PEM
1313
WärmeübertragerHeat exchanger
1414
Einheit zur Kathodenluftversorgungunit to the cathode air supply
1515
WärmeübertragerHeat exchanger
1616
Verbindungsleitungconnecting line
1717
Verbindungsleitungconnecting line
1818
Verbindungsleitungconnecting line
1919
Brennstoffzufuhr Brennerfuel supply burner
2020
Brennstoffzufuhr Reformerfuel supply reformer
2121
Verbindungsleitungconnecting line
2222
Verbindungsleitungconnecting line
2323
Verbindungsleitungconnecting line
2424
Zufuhr Medium CO2 Entfernungsupply Medium CO2 removal
2525
CO2 AbfuhrCO2 removal
2626
Verbindungsleitungconnecting line
2727
Verbindungsleitungconnecting line
2828
Verbindungsleitungconnecting line
2929
Verbindungsleitungconnecting line
3030
Verbindungsleitungconnecting line
3131
Kathodenluft Entsorgungsleitung HT-PEMcathode air Disposal line HT-PEM
3232
Verbindungsleitungconnecting line
3333
Verbindungsleitungconnecting line
3434
Kathodenluft Entsorgungsleitung SOFCcathode air Disposal line SOFC
3535
WärmeübertragerHeat exchanger
3636
Entsorgungsleitung Brennerdisposal line burner

Claims (18)

Brennstoffzellensystem zur Strom- und/oder Wärmeerzeugung, welches aus den folgenden Komponenten besteht • einem Reformer für gasförmige Kohlenwasserstoffe • einem Brenner zur Wärmezufuhr für die Reformierungsreaktion des Reformers • einer Festoxid Brennstoffzelle (SOFC) mit einem Anoden- und Kathodenraum • einer Hoch Temperatur Polymer Elektrolyt Membran Brennstoffzelle (HT-PEM BZ) mit einem Anoden- und Kathodenraum mit einer hohen Kohlenmonoxidtoleranz • einer Kohlendioxid Separationseinheit zur Abführung des CO2 aus dem Anodengas • einem Lüfter zur Leitung des Anodengasstromes • einem oder mehreren Lüftern zur Versorgung der Kathode der SOFC und HT-PEM BZ mit Oxidationsmittel • und mehreren Wärmetauschern zur Erwärmung und zur Abkühlung diverser Zu- und Abluftströmungen zur Effizienten Nutzung dieser Energieströme und dadurch gekennzeichnet ist, dass über einen geschlossenen Anodenkreislauf verfügt, bei dem Stoffströme gezielt zu bzw. abgeführt werden, so dass keine zusätzliche Wasserverdampfung im laufenden Betrieb benötigt wird und die entstehende Prozesswärme und Restgasströme auf effiziente Art dem Prozess wieder zugeführt werden, um eine möglichst hohe Effizienz zu erzielen. Die Sauerstoffzufuhr erfolgt über die SOFC Brennstoffzelle und die Wasserstoffabfuhr erfolgt über die HT-PEM BZ. Das bei der Reaktion entstehende Kohlendioxid wird über eine CO2 Separationseinheit aus dem Prozess abgeführt und kann anschließend in einem bekannten Prozess verflüssigt oder anders gebunden werden.Fuel cell system for power and / or heat generation, which consists of the following components: • a reformer for gaseous hydrocarbons • a burner for supplying heat for the reforming reaction of the reformer • a solid oxide fuel cell (SOFC) with an anode and cathode compartment • a high temperature polymer electrolyte Membrane fuel cell (HT-PEM BZ) with an anode and cathode compartment with high carbon monoxide tolerance • a carbon dioxide separation unit to remove the CO2 from the anode gas • a fan to conduct the anode gas flow • one or more fans to supply the cathode of the SOFC and HT PEM BZ with oxidizing agent • and several heat exchangers for heating and cooling of various supply and exhaust air flows for the efficient use of these energy flows and characterized in that it has a closed anode circuit, in which material flows are selectively fed to or removed n, so that no additional evaporation of water is needed during operation and the resulting process heat and residual gas flows are efficiently returned to the process in order to achieve the highest possible efficiency. The oxygen is supplied via the SOFC fuel cell and the hydrogen is removed via the HT-PEM BZ. The carbon dioxide produced in the reaction is removed from the process via a CO2 separation unit and can then be liquefied or otherwise bound in a known process. Brennstoffzellensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass anstatt gasförmiger Kohlenwasserstoffe, flüssige Kohlenwasserstoffe oder Alkohole zur Reformierung genutzt werden.Fuel cell system according to claim 1, characterized in that that instead of gaseous hydrocarbons, liquid Hydrocarbons or alcohols are used for reforming. Brennstoffzellensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass anstatt gasförmiger Kohlenwasserstoffe, kohlenstoffhaltige Brennstoffe wie beispielsweise Kohle oder Holz zur Reformierung genutzt werden.Fuel cell system according to claim 1, characterized in that that instead of gaseous hydrocarbons, carbonaceous fuels such as coal or wood be used for reforming. Brennstoffzellensystem nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzliches Wasser dem System zugeführt wird, welches als zusätzliches Oxidationsmittel dient.Fuel cell system according to claim 1 to 3, characterized characterized in that additional Water supplied to the system which is added as an additional oxidant serves. Brennstoffzellensystem nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich ein Wassergashift-Reaktor zur Reduzierung des Kohlenmonoxid Gehaltes eingesetzt wird.Fuel cell system according to claim 1 to 4, characterized marked that in addition a water-gastric reactor for reducing the carbon monoxide content is used. Brennstoffzellensystem nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass anstatt einer Brenners eine elektrische Heizung zur Wärmezufuhr zum Reformierungsprozess eingesetzt wird.Fuel cell system according to claim 1 to 5, characterized characterized in that instead of a burner, an electric heater for heat supply used for the reforming process. Brennstoffzellensystem nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass anstatt einer HT-PEM BZ eine SAFC (Solid Acid Fuel Cell), eine PEM BZ (Polymer Elektrolyt Membran Brennstoffzelle) oder die PAFC (Phosphoric Acid Fuel Cell) eingesetzt wird.Fuel cell system according to claim 1 to 6, characterized in that, instead of an HT-PEM BZ, an SAFC (Solid Acid Fuel Cell), a PEM BZ (Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell) or the PAFC (Phosphoric Acid Fuel Cell) is used. Brennstoffzellensystem nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass anstatt einer SOFC eine AFC (Alcaline Fuel Cell), einer MCFC (holten Carbonate Fuel Cell) oder eine Brennstoffzelle bei der anodenseitig Wasser gebildet wird eingesetzt wird.Fuel cell system according to claim 1 to 7, characterized characterized in that instead of a SOFC an AFC (Alcaline Fuel Cell), a MCFC (retrieved Carbonate Fuel Cell) or a fuel cell when the anode-side water is formed is used. Brennstoffzellensystem nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Abwärme durch eine weiteren Prozess zur Stromerzeugung genutzt wird wie beispielsweise einen Dampfturbinenprozess, einem Gasturbinenprozess oder einen Rankine Prozess.Fuel cell system according to claim 1 to 8, characterized characterized in that the waste heat is used by another process for power generation like For example, a steam turbine process, a gas turbine process or a Rankine process. Verfahren zum Betrieb und zur Regelung und Steuerung eines Brennstoffzellensystems zur Strom- und/oder Wärmeerzeugung, welches aus den folgenden Komponenten besteht • einem Reformer für gasförmige Kohlenwasserstoffe • einem Brenner zur Wärmezufuhr für die Reformierungsreaktion des Reformers • einer Festoxid Brennstoffzelle (SOFC) mit einem Anoden- und Kathodenraum • einer Hoch-Temperatur Polymer Elektrolyt Membran Brennstoffzelle (HT-PEM BZ) mit einem Anoden- und Kathodenraum mit einer hohen Kohlenmonoxidtoleranz • einer CO2 Separationseinheit zur Abführung des CO2 aus dem Anodengases • einem Lüfter zur Leitung des Anodengasstromes • einem oder mehreren Lüftern zur Versorgung der Kathode der SOFC und HT-PEM BZ mit Oxidationsmittel • und mehreren Wärmetauschern zur Erwärmung und zur Abkühlung diversen Zu- und Abluftströmungen zur Effizienten Nutzung dieser Energiestörme und dadurch gekennzeichnet ist, dass es über einen geschlossenen Anodenkreislauf verfügt und die Steuerung/Regelung des Brennstoffzellensystems ausschließlich über die Steuerung der Brennstoffzufuhr, der Stromabnahme der SOFC und damit der Sauerstoffzufuhr zum Anodenkreislaufes, den Lüfter zur Führung des Anodenkreislaufes und die Stromabnahme der HT-PEM BZ und damit der Wasserstoffabfuhr aus dem Anodenkreislauf, die Steuerung der CO2 Separationseinheit sowie den Lüfter oder den Lüftern (Kompressoren) der Luftzuführung der SOFC Kathode und der HT-PEM BZ Kathode erfolgt.Method for operating and controlling a fuel cell system for generating electricity and / or heat, which consists of the following components: • a reformer for gaseous hydrocarbons • a burner for supplying heat for the reforming reaction of the reformer • a solid oxide fuel cell (SOFC) with an anode and cathode compartment of a high-temperature polymer electrolyte membrane fuel cell (HT-PEM BZ) with an anode and cathode space with a high carbon monoxide tolerance a CO2 separation unit for the removal of the CO2 from the anode gas a fan for the conduction of the anode gas stream one or more Fans for supplying the cathode of the SOFC and HT-PEM BZ with oxidizing agent • and several heat exchangers for heating and cooling of various supply and exhaust air flows for efficient use of these energy storms and characterized in that it has a closed anode circuit and the control / regulation of the fuel cell system exclusively via the control of the fuel supply, the current decrease of the SOFC and so that the oxygen supply to the anode circuit, the fan to guide the anode circuit and the current collection of the HT-PEM BZ and thus the hydrogen removal from the anode circuit, the control of the CO2 separation unit and the fan or the fans (compressors) of the air supply of the SOFC cathode and the HT -PEM BZ cathode takes place. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die anstatt gasförmiger Kohlenwasserstoffe, flüssige Kohlenwasserstoffe oder Alkohole zur Reformierung herangezogen werden.Method according to claim 10, characterized in that that instead of gaseous Hydrocarbons, liquid Hydrocarbons or alcohols are used for reforming. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die anstatt gasförmiger Kohlenwasserstoffe, kohlenstoffhaltige Brennstoffe wie beispielsweise Kohle oder Holz zur Reformierung herangezogen werden.Method according to claim 10, characterized in that that instead of gaseous Hydrocarbons, carbonaceous fuels such as Coal or wood can be used for reforming. Verfahren nach Anspruch 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzliches Wasser dem System zugeführt wird, welches als zusätzliches Oxidationsmittel dient.Method according to claim 10 to 12, characterized that extra Water supplied to the system which is considered additional Oxidizing agent is used. Verfahren nach Anspruch 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich eine Hochtemperatur Shift zur Reduzierung des Kohlenmonoxid Gehaltes eingesetzt wird.Method according to claims 10 to 13, characterized that in addition a high-temperature shift to reduce the carbon monoxide content is used. Verfahren nach Anspruch 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass anstatt einer Brenners eine elektrische Heizung eingesetzt wird.Method according to claims 10 to 14, characterized that instead of a burner used an electric heater becomes. Verfahren nach Anspruch 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass anstatt einer HT PEM BZ eine SAFC (Solid Acid Fuel Cell) eine PEM BZ (Polymer Elektrolyt Membran Brennstoffzelle) oder die PAFC (Phosphoric Acid Fuel Cell) eingesetzt wird.Method according to claims 10 to 15, characterized that instead of a HT PEM BZ a SAFC (Solid Acid Fuel Cell) one PEM BZ (Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell) or the PAFC (Phosphoric Acid Fuel Cell) is used. Verfahren nach Anspruch 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass anstatt einer SOFC eine AFC (Alcaline Fuel Cell), eine MCFC (Holten Carbonate Fuel Cell) oder eine Brennstoffzelle bei der anodenseitig Wasser gebildet wird eingesetzt wird.Method according to claims 10 to 16, characterized that instead of a SOFC an AFC (Alcaline Fuel Cell), an MCFC (Holten Carbonate Fuel Cell) or a fuel cell at the anode side Water is formed is used. Verfahren nach Anspruch 10 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Abwärme durch eine weiteren Prozess zur Stromerzeugung genutzt wird wie beispielsweise einen Dampfturbinenprozess, einem Gasturbinenprozess oder einen Rankine Prozess.Method according to claim 10 to 17, characterized that the waste heat is used by another process for generating electricity such as a steam turbine process, a gas turbine process or a Rankine process.
DE102008048376A 2008-09-22 2008-09-22 Fuel cell system for power and/or heat generation, has oxygen provided by high temperature solid oxide fuel cell, carbon di-oxide produced and subsequently liquefied during reaction over carbon di-oxide separation unit Withdrawn DE102008048376A1 (en)

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