DE102009006159A1 - Control / regulation of a temperature of a fuel cell - Google Patents

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Abstract

Ein Verfahren zum Bereitstellen elektrischer Energie mittels einer Brennstoffzelle (12) weist folgende Schritte auf: - Beaufschlagen einer Anode (8) der Brennstoffzelle (12) mit einem Brenngasstrom (60); - Beaufschlagen einer Kathode (4) der Brennstoffzelle (12) mit einem Oxidatorstrom (50; - Erzeugen eines Brennerabgasstroms (58) mittels eines Brenners (22); und - Beaufschlagen der Kathode mit dem Brennerabgasstrom (58). Eine Anlage (10) zum Bereitstellen elektrischer Energie umfasst eine Brennstoffzelle (12), die eine Anode (8) und eine Kathode (4) aufweist. Die Anlage (10) umfasst weiter einen Brenner (22) zum Erzeugen eines Brennerabgasstroms (58) und erlaubt ein Beaufschlagen der Kathode mit dem Brennerabgasstrom (58).A method for providing electrical energy by means of a fuel cell (12) comprises the following steps: - charging an anode (8) of the fuel cell (12) with a fuel gas stream (60); Pressurizing a cathode (4) of the fuel cell (12) with an oxidant stream (50; producing a burner exhaust stream (58) by means of a burner (22); and pressurizing the cathode with the burner exhaust stream (58) Provision of electrical energy comprises a fuel cell (12) having an anode (8) and a cathode (4) The plant (10) further comprises a burner (22) for generating a burner exhaust stream (58) and allows the cathode to be charged with the burner exhaust stream (58).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bereitstellen elektrischer Energie mittels einer Brennstoffzelle, mit den folgenden Schritten: Beaufschlagen einer Anode der Brennstoffzelle mit einem Brenngasstrom und Beaufschlagen einer Kathode der Brennstoffzelle mit einem Oxidationsgasstrom. Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Anlage zum Bereitstellen elektrischer Energie, mit einer Brennstoffzelle, die eine Anode und eine Kathode aufweist.The The invention relates to a method for providing electrical Energy by means of a fuel cell, with the following steps: Pressurizing an anode of the fuel cell with a fuel gas stream and charging a cathode of the fuel cell with an oxidizing gas stream. The The invention further relates to a system for providing electrical Energy, with a fuel cell, an anode and a cathode having.

Eine Brennstoffzelle besitzt üblicherweise eine bestimmte Betriebstemperatur. Liegt die Temperatur der Brennstoffzelle unterhalb der Betriebstemperatur, so ist entweder keine Stromerzeugung oder nur eine eingeschränkte Stromerzeugung möglich, oder der Wirkungsgrad der Brennstoffzelle ist nicht optimal. Die Betriebstemperatur einer Festoxidbrennstoffzelle (SOFC, Solid Oxide Fuel Cell) kann beispielsweise bei etwa 850°C liegen. Um die Betriebstemperatur zu erreichen, ist es üblich, die Brennstoffzelle bzw. die gesamte Anlage, in die die Brennstoffzelle eingebettet ist, aufzuheizen. Die Brennstoffzelle kann beispielsweise in einen Brennstoffzellenstapel eingebettet sein. Ist die Betriebstemperatur erreicht, so erzeugt die Brennstoffzelle durch das Umsetzen von Oxidator (typischerweise Luft) und Brenngas neben elektrischer Energie im Allgemeinen auch genügend thermische Energie, um ihre Temperatur oberhalb der Betriebstemperatur zu halten.A Fuel cell usually has a certain operating temperature. If the temperature of the fuel cell is below the operating temperature, so is either no power generation or only a limited Power generation possible, or the efficiency of the fuel cell is not optimal. The operating temperature of a solid oxide fuel cell (SOFC, Solid Oxide Fuel Cell), for example, at about 850 ° C. lie. To reach the operating temperature, it is common the fuel cell or the entire system in which the fuel cell is embedded, heat up. The fuel cell can, for example embedded in a fuel cell stack. Is the operating temperature achieved, so the fuel cell generated by the reaction of Oxidizer (typically air) and fuel gas in addition to electrical energy in general also enough thermal energy to their Temperature above the operating temperature.

Aus der DE 10 2007 019 359 A1 ist ein Verfahren zum Starten eines Brennstoffzellensystems bekannt, bei dem einer Brennstoffzelle Kathodengas zugeführt wird, welches vor dem Eintreten in die Brennstoffzelle durch Brennerabgas eines Restgasbrenners vorgewärmt wird.From the DE 10 2007 019 359 A1 a method for starting a fuel cell system is known in which a fuel cell cathode gas is supplied, which is preheated before entering the fuel cell by burner exhaust gas of a residual gas burner.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein energiesparendes und/oder schnelles Verfahren zum Aufheizen einer Brennstoffzelle, insbesondere einer Festoxidbrennstoffzelle, anzugeben. Es ist weiterhin Aufgabe der Erfindung, eine Anlage zur Umsetzung des Verfahrens anzugeben. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weiterbildungen und vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.It The object of the invention is an energy-saving and / or fast Method for heating a fuel cell, in particular a Solid oxide fuel cell, to be specified. It is still the task of Invention to provide a system for implementing the method. These The object is achieved by the features of the independent claims solved. Developments and advantageous embodiments result from the dependent claims.

Das erfindungsgemäße Verfahren baut auf dem gattungsgemäßen Stand der Technik dadurch auf, dass es weiter die folgenden Schritte aufweist:

  • – Erzeugen eines Brennerabgasstroms mittels eines Brenners; und
  • – Beaufschlagen der Kathode mit dem Brennerabgasstrom.
The method according to the invention builds on the generic state of the art in that it further comprises the following steps:
  • - generating a burner exhaust stream by means of a burner; and
  • - Applying the cathode with the burner exhaust gas stream.

Das vom Brenner erzeugte Brennerabgas gelangt somit in direkten physischen Kontakt mit der Kathode der Brennstoffzelle. Ein Wärmetauscher zwischen der Kathode und dem Brennerabgasstrom ist nicht zwingend vorgesehen. Die Kathode kann somit schneller aufgeheizt werden, und es ist zu erwarten, dass ihre Temperatur schneller auf eine Änderung der Temperatur oder eines Durchsatzes des Brennerabgasstroms reagiert als in dem Fall, in dem die Kathode nur indirekt, nämlich über einen Wärmetauscher, mit dem Brennerabgas in thermischem Kontakt steht. Es ist nicht ausgeschlossen, dass während des Beaufschlagens der Kathode mit dem Brennerabgasstrom die Kathode gleichzeitig noch mit anderen Gasen beaufschlagt wird, oder dass der Brennerabgasstrom in einem größeren Strom enthalten ist. Insbesondere ist es möglich, dass der Brennerabgasstrom mit dem Oxidatorstrom stromaufwärts der Kathode gemischt wird.The Burner exhaust produced by the burner thus enters direct physical Contact with the cathode of the fuel cell. A heat exchanger between the cathode and the burner exhaust stream is not necessarily provided. The cathode can thus be heated faster, and it is too expect their temperature to change faster the temperature or a flow rate of the burner exhaust gas flow than in the case where the cathode is only indirectly, viz a heat exchanger, with the burner exhaust gas in thermal contact stands. It is not excluded that while applying the cathode with the burner exhaust stream at the same time with the cathode other gases is applied, or that the burner exhaust gas stream contained in a larger stream. Especially it is possible that the burner exhaust stream with the oxidizer stream is mixed upstream of the cathode.

Es kann vorgesehen sein, dass ein erster Oxidatorstrom in einen zweiten Oxidatorstrom und einen dritten Oxidatorstrom geteilt wird, wobei der zweite Oxidatorstrom der Kathode zugeführt wird und der dritte Oxidatorstrom dem Brenner zugeführt wird. Eine Regelung oder Steuerung eines Aufheizens bzw. Abkühlens der Brennstoffzelle kann somit über eine Regelung bzw. Steuerung des Durchsatzverhältnisses zwischen dem zweiten Oxidatorstrom und dem dritten Oxidatorstrom erfolgen. Dabei kann es vorteilhaft sein, dass ein Durchsatz des ersten Oxidatorstroms konstant bleibt. Eine Versorgung der Kathode mit dem Oxidator korreliert somit mit einer Versorgung des Brenners mit dem Oxidator.It can be provided that a first Oxidatorstrom in a second Oxidator and a third Oxidatorstrom is divided, wherein the second Oxidatorstrom the cathode is supplied and the third oxidizer stream is fed to the burner. A regulation or controlling a heating or cooling of the fuel cell can thus via a regulation or control of the flow rate between the second oxidant stream and the third oxidizer stream respectively. It may be advantageous that a throughput of the first oxidizer current remains constant. A supply to the cathode with the oxidizer thus correlates with a supply of the burner with the oxidizer.

Insbesondere kann vorgesehen sein, dass während einer ersten Betriebsphase ein Durchsatz des dritten Oxidatorstroms größer ist als ein Durchsatz des zweiten Oxidatorstroms, und das in einer späteren zweiten Betriebsphase der Durchsatz des zweiten Oxidatorstroms größer ist als der Durchsatz des dritten Oxidatorstroms. Die Summe des Durchsatzes des zweiten Oxidatorstroms und des Durchsatzes des dritten Oxidatorstroms kann dabei konstant bleiben. In der ersten Betriebsphase kann ein Aufheizen der Brennstoffzelle erfolgen. Während der Aufheizphase und insbesondere zu Beginn der Aufheizphase, wenn eine Temperatur der Brennstoffzelle unterhalb der Betriebstemperatur liegt, kann somit eine große Heizleistung zur Verfügung gestellt werden, während gleichzeitig eine Belieferung der Kathode mit noch nicht benötigtem Oxidator vermieden wird. Die zweite Betriebsphase kann eine stationäre Betriebsphase sein. Die stationäre Betriebsphase ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Temperatur der Brennstoffzelle gleich der Betriebstemperatur ist oder oberhalb der Betriebstemperatur liegt. Reicht die Wärmeentwicklung der Brennstoffzelle zum Aufrechterhalten der Betriebstemperatur aus, so kann der Durchsatz des dritten Oxidatorstromes null sein. Reicht sie hingegen nicht aus, so muss auch während des stationären Betriebs der Brenn stoffzelle die Brennstoffzelle geheizt werden. Jedoch ist auch in diesem Fall zu erwarten, dass der zur Bereitstellung der erforderlichen Heizleistung notwendige Durchsatz des dritten Oxidatorstroms deutlich geringer ist als der für den stationären Betrieb der Brennstoffzelle geeignete Durchsatz des zweiten Oxidatorstroms.In particular, it can be provided that, during a first operating phase, a throughput of the third oxidizer flow is greater than a flow rate of the second oxidizer flow, and in a later second operating phase the flow rate of the second oxidizer flow is greater than the flow rate of the third oxidizer flow. The sum of the flow rate of the second oxidizer stream and the flow rate of the third oxidizer stream can remain constant. In the first operating phase, a heating of the fuel cell can take place. During the heating phase, and in particular at the beginning of the heating phase, when a temperature of the fuel cell is below the operating temperature, a large heating power can thus be made available, while at the same time avoiding supplying the cathode with the oxidizer not yet needed. The second operating phase may be a stationary operating phase. The stationary operating phase is characterized in that a temperature of the fuel cell is equal to the operating temperature or above the operating temperature. If the heat development of the fuel cell is sufficient to maintain the operating temperature, then the flow rate of the third oxidizer stream can be zero. On the other hand, if it is insufficient, the fuel cell must also be heated during stationary operation of the fuel cell. However, it is also in In this case, it is to be expected that the throughput of the third oxidizer flow necessary for providing the required heating power is significantly lower than the throughput of the second oxidator flow suitable for stationary operation of the fuel cell.

Ein Verhältnis eines Durchsatzes des zweiten Oxidatorstroms zu einem Durchsatz des dritten Oxidatorstroms kann beispielsweise mittels eines Dreiwegeventils gesteuert oder geregelt werden. Es versteht sich, dass in diesem Fall das Dreiwegeventil den ersten Oxidatorstrom in den zweiten Oxidatorstrom und den dritten Oxidatorstrom teilt.One Ratio of a flow rate of the second Oxidatorstroms for example, to a flow rate of the third Oxidatorstroms be controlled or regulated by means of a three-way valve. It understands itself, that in this case the three-way valve the first Oxidatorstrom into the second oxidizer stream and the third oxidizer stream.

Der zweite Oxidatorstrom und ein die Kathode verlassender Abgasstrom können durch einen gemeinsamen Wärmetauscher geführt werden. Der zweite Oxidatorstrom kann somit durch den die Kathode verlassenden Abgasstrom vorgewärmt werden. Der die Kathode verlassende Abgasstrom kann beispielsweise an der Kathode vorbeigeströmtes nicht verbranntes Oxidatorgas sowie möglicherweise von der Kathode abgeschiedenes Gas enthalten.Of the second oxidant stream and leaving the cathode exhaust stream can be passed through a common heat exchanger become. The second oxidizer stream can thus pass through the cathode leaving the exhaust stream to be preheated. The the cathode exiting exhaust stream, for example, does not flow past the cathode burned oxidizer gas and possibly from the cathode contained gas.

Das Verfahren kann weiter die folgenden Schritte aufweisen:

  • – Vorgeben einer Mindesttemperatur Tmin;
  • – Messen einer Ist-Temperatur Tist des zweiten Oxidatorstroms stromabwärts des Wärmetauschers; wenn die gemessene Ist-Temperatur Tist niedriger als die Mindesttemperatur Tmin ist, Erhöhen eines Durchsatzes des dritten Oxidatorstroms.
The method may further include the following steps:
  • - Specifying a minimum temperature T min ;
  • - measuring an actual temperature T is of the second oxidant stream downstream of the heat exchanger; if the measured actual temperature T ist is lower than the minimum temperature T min , increasing a flow rate of the third oxidant stream.

Die Mindesttemperatur kann unterhalb oder oberhalb der Betriebstemperatur liegen. Vorteilhafterweise liegt die Mindesttemperatur unterhalb der Betriebstemperatur der Brennstoffzelle, wenn die Brennstoffzelle mehr Wärme erzeugt, als sie zur Aufrechterhaltung der Betriebstemperatur benötigt. Vorteilhafterweise liegt die Mindesttemperatur oberhalb der Betriebstemperatur, falls die Brennstoffzelle weniger Wärme erzeugt, als sie zur Aufrechterhaltung der Betriebstemperatur benötigen würde. Die Ist-Temperatur Tist kann im zweiten Oxidatorstrom unmittelbar stromabwärts des Wärmetauscher gemessen werden. Alternativ kann sie aber auch unmittelbar vor einem Eingang der Kathode, durch den der zweite Oxidatorstrom alleine oder eventuell vermischt mit einem weiteren Strom in die Kathode tritt, gemessen werden.The minimum temperature can be below or above the operating temperature. Advantageously, the minimum temperature is below the operating temperature of the fuel cell when the fuel cell generates more heat than needed to maintain the operating temperature. Advantageously, the minimum temperature is above the operating temperature if the fuel cell produces less heat than would be needed to maintain the operating temperature. The actual temperature T ist can be measured in the second oxidizer stream immediately downstream of the heat exchanger. Alternatively, however, it can also be measured directly in front of an inlet of the cathode, through which the second oxidizer stream alone or possibly mixed with another stream enters the cathode.

Es kann vorteilhaft sein, den zweiten Oxidatorstrom stromabwärts des Wärmetauschers mit dem Brennerabgasstrom zusammenzuführen. Der dadurch entstehende vereinigte Strom kann dann direkt der Kathode zugeführt werden.It may be advantageous, the second Oxidatorstrom downstream of the heat exchanger to merge with the burner exhaust gas stream. The resulting combined stream can then directly the cathode be supplied.

Es kann vorgesehen sein, dass eine Temperatur TBrennerabgas des Brennerabgasstroms und/oder ein Durchsatz IBrennerabgas des Brennerabgasstroms derart gesteuert oder geregelt werden, dass ein Absolutwert |dTBSZ/dt| einer zeitlichen Änderungsrate dTBSZ/dt einer Temperatur TBSZ der Brennstoffzelle einen vorgegebenen ersten Maximalwert nicht übersteigt. Zu schnelle Änderungen der Temperatur der Brennstoffzelle, ob beim Aufheizen oder beim Abkühlen, können somit vermieden werden.It can be provided that a temperature T burner exhaust gas of the burner exhaust gas flow and / or a burner exhaust gas flow rate I of the burner exhaust gas flow are controlled or regulated such that an absolute value | dT BSZ / dt | a time rate of change dT BSZ / dt a temperature T BSZ of the fuel cell does not exceed a predetermined first maximum value. Too rapid changes in the temperature of the fuel cell, whether during heating or cooling, can thus be avoided.

Es ist auch möglich, dass ein Durchsatz I52 des dritten Oxidatorstroms derart gesteuert oder geregelt wird, dass ein Absolutwert |dTBrennerabgas/dt| einer zeitlichen Änderungsrate der Temperatur TBrennerabgas des Brennerabgasstroms einen vorgegebenen zweiten Maximalwert nicht übersteigt. Auch hierdurch können zu schnelle Änderungen der Temperatur der Brennstoffzelle vermieden werden.It is also possible that a flow rate I 52 of the third oxidizer flow is controlled or regulated such that an absolute value | dT burner exhaust gas / dt | a temporal rate of change of the temperature T burner exhaust gas burner exhaust gas flow does not exceed a predetermined second maximum value. As a result, too rapid changes in the temperature of the fuel cell can be avoided.

Es kann weiter vorgesehen sein, dass dem Brenner ein Brennstoffstrom zugeführt wird und ein Durchsatz I54 des Brennstoffstroms in Abhängigkeit von einem Durchsatz I52 des dritten Oxidatorstroms geregelt oder gesteuert wird. Eine Zufuhr von Brennstoff an den Brenner kann somit an die dem Brenner pro Zeiteinheit zur Verfügung stehende Menge an Oxidator angepasst werden. Vorteilhafterweise wird als Brennstoff ein solcher Brennstoff verwendet, bei dessen Verbrennung keine oder nur wenige Russpartikel entstehen. Beispielsweise kann als Brennstoff Methan oder Erdgas verwendet werden. Je nach Ausführungsform ist es nicht unbedingt notwendig, den Durchsatz I52 des dritten Oxidatorstroms zu messen. Beispielsweise kann der Durchsatz I54 des Brennstoffstroms auch in Abhängigkeit von einem Durchsatz I48 des ersten Oxidatorstroms und/oder einer entsprechenden Drehzahl eines Gebläses zum Erzeugen des ersten Oxidatorstroms und/oder einer Position des Stromteilers (das heißt, des Stromteilungsverhältnisses des Stromteilers) geregelt/gesteuert werden. Zu diesem Zweck kann vorgesehen sein, dass eine Steuereinheit, zum Beispiel eine elektronische Steuereinheit, auf eine Look-Up-Tabelle (LUT) zugreifen kann. Die LUT kann beispielsweise den Durchsatz I52 des dritten Oxidatorstroms in Abhängigkeit von der Drehzahl des Gebläses und/oder der Position des Stromteilers angeben.It can further be provided that a fuel flow is supplied to the burner and a flow rate I 54 of the fuel flow is controlled or controlled in dependence on a flow rate I 52 of the third oxidizer flow. A supply of fuel to the burner can thus be adapted to the amount of oxidizer available to the burner per unit of time. Advantageously, the fuel used is such a fuel, during the combustion of which no or only a few soot particles are formed. For example, methane or natural gas can be used as the fuel. Depending on the embodiment, it is not absolutely necessary to measure the flow rate I 52 of the third oxidizer stream. For example, the flow rate I 54 of the fuel flow may also be regulated in response to a flow rate I 48 of the first oxidizer flow and / or a corresponding speed of a blower for generating the first oxidizer flow and / or a position of the flow divider (that is, the flow split ratio of the flow divider). to be controlled. For this purpose it can be provided that a control unit, for example an electronic control unit, can access a look-up table (LUT). For example, the LUT may indicate the flow rate I 52 of the third oxidizer flow as a function of the speed of the fan and / or the position of the flow divider.

Die erfindungsgemäße Anlage baut auf dem gattungsgemäßen Stand der Technik dadurch auf, dass die Anlage einen Brenner zum Erzeugen eines Brennerabgasstroms aufweist und für ein Beaufschlagen der Kathode mit dem Brennerabgasstrom geeignet oder vorgesehen ist. Ein Wärmetauscher zur Übertragung von Wärme von dem Brennerabgas auf die Kathode kann somit eingespart werden.The inventive system is based on the generic State of the art in that the system is a burner for Producing a burner exhaust gas stream and for a Charging the cathode with the burner exhaust gas flow suitable or is provided. A heat exchanger for transmission Heat from the burner exhaust gas to the cathode can thus be saved.

Die Anlage kann weiterhin aufweisen:

  • – einen Stromteiler zum Teilen eines ersten Oxidatorstroms in einen zweiten Oxidatorstrom und einen dritten Oxidatorstrom;
  • – eine zweite Oxidatorleitung zum Führen des zweiten Oxidatorstroms an die Kathode; und
  • – eine dritte Oxidatorleitung zum Führen des dritten Oxidatorstroms an den Brenner.
The system can also have:
  • A flow divider for dividing a first oxidizer stream into a second oxidizer stream and a third oxidizer stream;
  • A second oxidizer line for guiding the second oxidant stream to the cathode; and
  • A third oxidizer line for guiding the third oxidizer flow to the burner.

Dem Stromteiler kann eine Fördereinheit, zum Beispiel ein Gebläse, zum Ansaugen des ersten Oxidators vorgelagert sein.the Flow divider can be a conveyor unit, for example a blower, be upstream for sucking the first oxidizer.

Vorteilhafterweise ist ein Stromteilungsverhältnis des Stromteilers steuerbar. Ein Durchsatzverhältnis des zweiten Oxidatorstroms zum dritten Oxidatorstrom lässt sich somit einstellen.advantageously, a current division ratio of the current divider is controllable. A flow rate ratio of the second oxidant stream to third Oxidatorstrom can thus be adjusted.

Es kann weiter vorgesehen sein, dass die Anlage einen Wärmetauscher zum Herstellen eines thermischen Kontaktes zwischen einem Abgasstrom der Kathode und dem zweiten Oxidatorstrom aufweist. Der zweite Oxidatorstrom kann somit durch Abwärme der Brennstoffzelle vorgewärmt werden.It can be further provided that the system has a heat exchanger for producing a thermal contact between an exhaust gas flow of Having cathode and the second Oxidatorstrom. The second oxidizer stream can thus be preheated by waste heat of the fuel cell become.

Dem Brenner kann ein Rußfilter zum Entfernen von Rußpartikeln nachgelagert sein. Auf diese Weise können eventuell im Brennerabgas vorhandene Rußpartikel aus dem Brennerabgas herausgefiltert werden. Eine Ablagerung von Russ auf der Kathode kann somit vermieden werden.the Burner can use a soot filter to remove soot particles be downstream. This way may possibly be in the Burner exhaust gas soot particles from the burner exhaust gas be filtered out. A deposit of soot on the cathode can thus be avoided.

Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beispielhaft erläutert. Dabei bezeichnen oder ähnliche Bezugszeichen gleiche oder ähnliche Komponenten. Solche Komponenten werden zur Vermeidung von Wiederholungen zumindest teilweise nur einmal erläutert.The The invention will now be described with reference to the accompanying drawings exemplified. In this case, denote or similar Reference signs the same or similar components. Such Components become at least partial to avoid repetition explained only once.

Es zeigen:It demonstrate:

1 einen schematischen Schaltplan einer erfindungsgemäßen Anlage; 1 a schematic circuit diagram of a system according to the invention;

2 ein Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens. 2 a flowchart of a method according to the invention.

Die in 1 schematisch dargestellte Anlage 10 umfasst eine Brennstoffzelle 12, einen Brenner 22, einen als Dreiwegeventil ausgebildeten Stromteiler 30 und einen Wärmetauscher 38. Die Brennstoffzelle 12 kann eine Festoxidbrennstoffzelle sein. Sie kann Komponente eines Brennstoffzellenstapels sein. Die Brennstoffzelle 12 umfasst eine Kathode 4, eine Membran 6 und eine Anode 8, die gemeinsam eine Membranelektrodeneinheit (MEA, Membrane Electrode Assembly) bilden. Beim Betrieb der Brennstoffzelle kann zwischen der Kathode 4 und der Anode 8 eine elektrische Spannung abgegriffen werden. Die Brennstoffzelle 12 weist einen ersten Eingang 14 auf, über den der Kathode 4 ein Oxidator, zum Beispiel Luft oder ein anderes sauerstoffhaltiges Gasgemisch, zugeführt wird. Die Kathode 4 weist weiter einen Ausgang 16 auf, über den nicht verbrannter Oxidator sowie eventuell von der Kathode abgeschiedenes Gas abgegeben wird. Die Anode 8 weist einen Eingang 18 zur Aufnahme von Brenngas 60 sowie einen Ausgang 20 zur Abgabe von Anodenabgas 62 auf. Das Anodenabgas 62 enthält nicht verbranntes Brenngas sowie eventuell von der Anode abgeschiedenes Gas. Der Brenner 22 weist einen ersten Eingang 24 zur Aufnahme eines Oxidators sowie einen zweiten Eingang 26 zur Aufnahme eines Brennstoffs auf. Der Brenner 22 weist weiter einen Ausgang 28 zur Abgabe eines Brennerabgases auf. Das Brennerabgas entsteht im Brenner 22 bei der Verbrennung des dem Brenner 22 zugeführten Brennstoffs mit dem Oxidator. Der Oxidator wird dem Brenner 22 in Form eines Oxidatorstroms 52 (dritter Oxidatorstrom) zugeführt. Der Brennstoff wird dem Brenner 22 in Form eines Brennstoffstroms 54 zugeführt. Das Brennerabgas wird vom Brenner 22 in Form eines Abgasstroms 58 in Richtung der Brennstoffzelle 12 fortgeführt.In the 1 schematically illustrated attachment 10 includes a fuel cell 12 , a burner 22 , designed as a three-way valve flow divider 30 and a heat exchanger 38 , The fuel cell 12 may be a solid oxide fuel cell. It can be component of a fuel cell stack. The fuel cell 12 includes a cathode 4 , a membrane 6 and an anode 8th , which together form a membrane electrode assembly (MEA, Membrane Electrode Assembly). During operation of the fuel cell can between the cathode 4 and the anode 8th an electrical voltage can be tapped. The fuel cell 12 has a first entrance 14 on, over the cathode 4 an oxidizer, for example air or another oxygen-containing gas mixture, is supplied. The cathode 4 has an exit 16 on, over the unburned oxidizer and possibly discharged from the cathode gas is discharged. The anode 8th has an entrance 18 for receiving fuel gas 60 as well as an exit 20 for the delivery of anode exhaust gas 62 on. The anode exhaust gas 62 contains unburned fuel gas and any gas separated from the anode. The burner 22 has a first entrance 24 for receiving an oxidizer and a second input 26 for receiving a fuel. The burner 22 has an exit 28 for dispensing a burner exhaust gas. The burner exhaust gas is produced in the burner 22 when burning the burner 22 supplied fuel with the oxidizer. The oxidizer becomes the burner 22 in the form of an oxidizer stream 52 (Third Oxidatorstrom) supplied. The fuel becomes the burner 22 in the form of a fuel stream 54 fed. The burner exhaust gas is from the burner 22 in the form of an exhaust stream 58 in the direction of the fuel cell 12 continued.

Die Kathode 4 und der Brenner 22 werden mit Oxidator wie folgt versorgt. Ein erster Oxidatorstrom 48 wird durch den Stromteiler 30 in einen zweiten Oxidatorstrom 50 und den dritten Oxidatorstrom 52 geteilt. Der dritte Oxidatorstrom 52 wird unmittelbar dem Eingang 24 des Brenners 22 zugeführt. Der zweite Oxidatorstrom 50 wird dem Eingang 14 der Kathode 4 zugeführt, wobei er an einer Vereinigungsstelle 56 mit dem Brennerabgasstrom 58 zusammengeführt wird. Der aus dem zweiten Oxidatorstrom 50 und dem Brennerabgasstrom 58 bestehende vereinigte Strom 66 trifft auf eine Oberfläche der Kathode 4 und wird an dieser Oberfläche entlanggeführt. Von der Oberfläche der Kathode 4 nicht aufgenommenes Gas sowie möglicherweise von der Oberfläche der Kathode 4 abgeschiedenes Gas verlässt die Brennstoffzelle 12 über den Ausgang 16 in Form eines Kathodenabgasstroms 64. Der Kathodenabgasstrom 64 tritt durch einen Eingang 40 des Wärmetauschers 38 in den Wärmetauscher 38 und verlässt ihn über einen Ausgang 42. Dabei überträgt der Wärmetauscher 38 Wärme von dem Kathodenabgasstrom 64 auf den zweiten Oxidatorstrom 50. Der zweite Oxidatorstrom 50 tritt in den Wärmetauscher 38 über einen Eingang 44 ein und verlässt den Wärmetauscher 38 über einen Ausgang 46. Im Hinblick auf die Strömungsrichtung des zweiten Oxidatorstroms 50 befindet sich der Wärmetauscher 38 stromaufwärts der Vereinigungsstelle 56, an welcher sich der zweite Oxidatorstrom 50 und der Brennerabgasstrom 58 vereinigen. Dem Ausgang 28 des Brenners 22 kann ein Rußfilter nachgelagert sein, der den Brennerabgasstrom 58 von möglicherweise vorhandenen Russpartikeln zumindest teilweise befreit. Das Stromteilungsverhältnis des Stromteilers 30, d. h., das Verhältnis des Durchsatzes des zweiten Oxidatorstroms 50 zum Durchsatz des dritten Oxida torstroms 52, ist einstellbar. Das Stromteilungsverhältnis kann insbesondere so eingestellt werden, dass der erste Oxidatorstrom 48 vollständig durch den Ausgang 34 des Stromteilers 30 tritt. In diesem Fall verschwindet der dritte Oxidatorstrom 52, und im Brenner 22 findet dann keine Verbrennung statt. Das Stromteilungsverhältnis des Stromteilers 30 lässt sich auch so einstellen, dass der erste Oxidatorstrom 48 vollständig durch den zweiten Ausgang 36 des Stromteilers 30 tritt. In diesem Fall verschwindet der zweite Oxidatorstrom 50. Zur Steuerung/Regelung des Stromteilungsverhältnisses des Stromteilers 30 ist eine elektronische Steuereinheit vorgesehen (nicht dargestellt).The cathode 4 and the burner 22 are supplied with oxidizer as follows. A first oxidizer stream 48 is through the flow divider 30 in a second oxidizer stream 50 and the third oxidizer stream 52 divided. The third oxidizer stream 52 becomes immediately the entrance 24 of the burner 22 fed. The second oxidizer stream 50 becomes the entrance 14 the cathode 4 fed to a junction 56 with the burner exhaust stream 58 is merged. The from the second Oxidatorstrom 50 and the burner exhaust stream 58 existing combined electricity 66 meets a surface of the cathode 4 and is guided along this surface. From the surface of the cathode 4 unabsorbed gas and possibly from the surface of the cathode 4 separated gas leaves the fuel cell 12 over the exit 16 in the form of a cathode exhaust stream 64 , The cathode exhaust stream 64 enters through an entrance 40 of the heat exchanger 38 in the heat exchanger 38 and leaves him via an exit 42 , The heat exchanger transfers 38 Heat from the cathode exhaust stream 64 on the second Oxidatorstrom 50 , The second oxidizer stream 50 enters the heat exchanger 38 over an entrance 44 and leaves the heat exchanger 38 via an exit 46 , With regard to the flow direction of the second oxidizer stream 50 is the heat exchanger 38 upstream of the junction 56 at which the second Oxidatorstrom 50 and the burner exhaust stream 58 unite. The exit 28 of the burner 22 may be downstream of a soot filter, the burner exhaust gas flow 58 at least partially exempted from any soot particles present. The current division ratio of the current divider 30 that is, the ratio of the flow rate of the second oxidizer stream 50 to the flow rate of the third Oxida torstroms 52 , is adjustable. In particular, the current split ratio can be set so that the first oxidant stream 48 completely through the exit 34 of the flow divider 30 occurs. In this case, the third oxidizer current disappears 52 , and in the Brenner 22 then no combustion takes place. The current division ratio of the current divider 30 can also be adjusted so that the first Oxidatorstrom 48 completely through the second exit 36 of the flow divider 30 occurs. In this case, the second oxidizer current disappears 50 , For controlling the current dividing ratio of the current divider 30 an electronic control unit is provided (not shown).

Während einer Startphase (erste Betriebsphase) ist die Brennstoffzelle zunächst ”kalt”, d. h. ihre Temperatur liegt unterhalb ihrer Betriebstemperatur. Durch Regelung/Steuerung des Durchsatzes des ersten Oxidatorstroms 48 und des Stromteilungsverhältnisses des Stromteilers 30, möglicherweise in Kombination mit einer Regelung/Steuerung des Durchsatzes des Brennstoffstroms 54, werden der Durchsatz und die Temperatur des Brennerabgasstroms 58 gesteuert. Um sicherzustellen, dass die Brennstoffzelle 12 nicht durch zu starke Temperaturänderungen beschädigt wird, erfolgt die Regelung/Steuerung des ersten Oxidatorstroms 48 und des Stromteilungsverhältnisses des Stromteilers 30 so, dass die zeitliche Änderungsrate einer Temperatur (die Temperaturzunahme pro Zeiteinheit) des Brennerabgasstroms 58 einen vorgegebenen Maximalwert nicht überschreitet. Besonders vorteilhaft kann sein, dass die Temperatur des Brennerabgasstroms 58 linear zunimmt. Zur Messung der Temperatur des Brennerabgasstroms 58 kann innerhalb des Brennerabgasstroms 58 ein Temperatursensor angeordnet sein. Die Startphase ist beendet, sobald die Temperatur des zweiten Oxidatorstroms 50 zwischen dem Ausgang 46 des Wärmetauschers 38 und der Vereinigungsstelle 56 einen vorgegebenen Mindestwert überschreitet. Alternativ kann die Startphase auch so definiert sein, dass sie beendet ist, wenn eine Temperatur des Kathodenabgasstroms 64 einen vorgegebenen Mindestwert überschreitet. Der jeweils vorgegebene Mindestwert kann je nach Ausführungsform der Anlage 10 und insbesondere der Brennstoffzelle 12 oberhalb oder unterhalb der Betriebstemperatur der Brennstoffzelle 12 liegen.During a start phase (first operating phase), the fuel cell is initially "cold", ie its temperature is below its operating temperature. By controlling the flow rate of the first oxidant stream 48 and the current dividing ratio of the current divider 30 , possibly in combination with fuel flow rate control 54 , the flow rate and the temperature of the burner exhaust gas flow 58 controlled. To make sure the fuel cell 12 is not damaged by excessive temperature changes, the control / control of the first Oxidatorstroms takes place 48 and the current dividing ratio of the current divider 30 such that the time rate of change of a temperature (the temperature increase per unit time) of the burner exhaust stream 58 does not exceed a predetermined maximum value. It may be particularly advantageous that the temperature of the burner exhaust stream 58 increases linearly. For measuring the temperature of the burner exhaust gas flow 58 can within the burner exhaust stream 58 a temperature sensor may be arranged. The startup phase is completed as soon as the temperature of the second oxidant stream 50 between the exit 46 of the heat exchanger 38 and the Association Office 56 exceeds a predetermined minimum value. Alternatively, the starting phase may also be defined as being completed when a temperature of the cathode exhaust gas flow 64 exceeds a predetermined minimum value. The respective predetermined minimum value can, depending on the embodiment of the system 10 and in particular the fuel cell 12 above or below the operating temperature of the fuel cell 12 lie.

Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass sich die Temperatur der Brennstoffzelle 12 regeln/steuern lässt durch Vorgabe einer Solltemperatur oder eines erlaubten Temperaturintervalls für eine Temperatur des Kathodenabgasstroms 64 zwischen dem Ausgang 16 und dem Eingang 40, und/oder durch Vorgabe einer Solltemperatur bzw. eines erlaubten Temperaturintervalls für eine Temperatur des zweiten Oxidatorstroms 50 zwischen dem Ausgang 46 und dem Eingang 14. Während eines stationären Betriebs kann der Brennstoffstrom 54 ausgeschaltet sein. Auch dann kann durch eine Regelung/Steuerung des Durchsatzes des dritten Oxidatorstroms 52 eine Temperatur der Kathode 4 geregelt/gesteuert werden.In summary, it can be stated that the temperature of the fuel cell 12 can regulate / control by specifying a target temperature or a permitted temperature interval for a temperature of the cathode exhaust stream 64 between the exit 16 and the entrance 40 , and / or by presetting a desired temperature or an allowed temperature interval for a temperature of the second oxidant stream 50 between the exit 46 and the entrance 14 , During steady state operation, the fuel flow may 54 be turned off. Even then, by controlling the flow rate of the third oxidant stream 52 a temperature of the cathode 4 be controlled / controlled.

Das Flussdiagramm in 2 veranschaulicht ein Verfahren zur Regelung einer Temperatur der mit Bezug auf Figur erläuterten Brennstoffzelle 12. In einem ersten Schritt S1 wird eine Ist-Temperatur Tist des der Kathode 4 zugeführten vereinigten Stroms 66 bestimmt. Im nachfolgenden Schritt S2 wird festgestellt, ob die so bestimmte Ist-Temperatur eine vorgegebene Mindesttemperatur Tmin unterschreitet. Ist dies der Fall, so wird das Stromteilungsverhältnis des Stromteilers 30 zugunsten des dritten Oxidatorstroms 52 und zu Lasten des zweiten Oxidatorstroms 50 geändert, d. h., der Durchsatz des dritten Oxidatorstroms 42 wird erhöht, während der Durchsatz des zweiten Oxidatorstroms 50 um den entsprechenden Betrag verrringert wird. Die Leistung des Brenners 22 wird damit erhöht (Schritt S3). Nach Schritt S3 kehrt der Prozess zu S1 zurück. Wurde in Schritt S2 jedoch ermittelt, dass die gemessene Temperatur Tist die Mindesttemperatur Tmin nicht unterschreitet, so wird in Schritt S4 untersucht, ob die Ist-Temperatur Tist eine vorgegebene Maximaltemperatur Tmax überschreitet. Ist dies der Fall, so wird in Schritt S5 das Stromteilungsverhältnis des Stromteilers 30 zugunsten des zweiten Oxidatorstroms 50 und zu Lasten des dritten Oxidatorstroms 52 geändert. Daraufhin kehrt der Prozess zu Schritt 51 zurück. Wird in Schritt 54 herausgefunden, dass die gemessene Temperatur Tist die vorgegebene Temperatur Tmax nicht überschreitet, so kehrt der Prozess direkt zu Schritt S1 zurück.The flowchart in 2 FIG. 12 illustrates a method for controlling a temperature of the fuel cell explained with reference to FIG 12 , In a first step S1, an actual temperature T ist of the cathode 4 supplied united stream 66 certainly. In the following step S2, it is determined whether the thus determined actual temperature falls below a predetermined minimum temperature T min . If this is the case, then the current division ratio of the current divider 30 in favor of the third oxidizer stream 52 and at the expense of the second oxidizer stream 50 changed, that is, the flow rate of the third Oxidatorstroms 42 is increased while the flow rate of the second oxidizer stream 50 is reduced by the corresponding amount. The power of the burner 22 is increased (step S3). After step S3, the process returns to S1. However, if it was determined in step S2 that the measured temperature T ist does not fall below the minimum temperature T min , it is examined in step S 4 whether the actual temperature T ist exceeds a predefined maximum temperature T max . If this is the case, then in step S5, the current division ratio of the current divider 30 in favor of the second oxidizer stream 50 and at the expense of the third oxidizer stream 52 changed. The process then returns to step 51 back. Will in step 54 when the detected temperature T ist does not exceed the predetermined temperature T max , the process returns directly to step S1.

Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.The in the above description, in the drawings and in the Claims disclosed features of the invention can both individually and in any combination for the To be essential to the realization of the invention.

44
Kathodecathode
66
Membranmembrane
88th
Anodeanode
1010
Anlageinvestment
1212
Brennstoffzellefuel cell
1414
Eingangentrance
1616
Ausgangoutput
1818
Eingangentrance
2020
Ausgangoutput
2222
Brennerburner
2424
Eingangentrance
2626
Eingangentrance
2828
Ausgangoutput
3030
Stromteilercurrent divider
3232
Eingangentrance
3434
Ausgangoutput
3636
Ausgangoutput
3838
Wärmetauscherheat exchangers
4040
Eingangentrance
4242
Eingangentrance
4444
Eingangentrance
4646
Ausgangoutput
4848
Oxidatorstromoxidant
5050
Oxidatorstromoxidant
5252
Oxidatorstromoxidant
5454
Brennstoffstromfuel flow
5656
Vereinigungsstelleassociation office
5858
BrennerabgasstromBurner exhaust stream
6060
BrenngasstromFuel gas stream
6262
AnodenabgasstromAnode exhaust stream
6464
KathodenabgasstromCathode exhaust stream
6666
vereinigter Stromunited electricity

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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Claims (15)

Verfahren zum Bereitstellen elektrischer Energie mittels einer Brennstoffzelle (12), mit den folgenden Schritten: – Beaufschlagen einer Anode (8) der Brennstoffzelle (12) mit einem Brenngasstrom (60); und – Beaufschlagen einer Kathode (4) der Brennstoffzelle (12) mit einem Oxidatorstrom (50); dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren weiter die folgenden Schritte aufweist: – Erzeugen eines Brennerabgasstroms (58) mittels eines Brenners (22); und – Beaufschlagen der Kathode (4) mit dem Brennerabgasstrom (58).Method for providing electrical energy by means of a fuel cell ( 12 ), comprising the following steps: - applying an anode ( 8th ) of the fuel cell ( 12 ) with a fuel gas stream ( 60 ); and - applying a cathode ( 4 ) of the fuel cell ( 12 ) with an oxidizer stream ( 50 ); characterized in that the method further comprises the steps of: - generating a burner exhaust gas stream ( 58 ) by means of a burner ( 22 ); and - charging the cathode ( 4 ) with the burner exhaust stream ( 58 ). Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Oxidatorstrom (48) in einen zweiten Oxidatorstrom (50) und einen dritten Oxidatorstrom (52) geteilt wird, wobei der zweite Oxidatorstrom (50) der Kathode (4) zugeführt wird und der dritte Oxidatorstrom (52) dem Brenner (22) zugeführt wird.Method according to claim 1, characterized in that a first oxidizer stream ( 48 ) into a second oxidizer stream ( 50 ) and a third oxidizer stream ( 52 ), the second oxidant stream ( 50 ) the cathode ( 4 ) and the third oxidizer stream ( 52 ) the burner ( 22 ) is supplied. Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass während einer ersten Betriebsphase ein Durchsatz des dritten Oxidatorstroms (52) größer ist als ein Durchsatz des zweiten Oxidatorstroms (50), und dass in einer späteren zweiten Betriebsphase der Durchsatz des zweiten Oxidatorstroms (50) größer ist als der Durchsatz des dritten Oxidatorstroms (52).A method according to claim 2, characterized in that during a first phase of operation, a flow rate of the third Oxidatorstroms ( 52 ) is greater than a flow rate of the second oxidizer stream ( 50 ) and that in a later second phase of operation, the flow rate of the second oxidizer stream ( 50 ) is greater than the flow rate of the third oxidizer stream ( 52 ). Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verhältnis eines Durchsatzes des zweiten Oxidatorstroms (50) zu einem Durchsatz des dritten Oxidatorstroms (52) mittels eines Dreiwegeventils (30) gesteuert oder geregelt wird.A method according to claim 2, characterized in that a ratio of a flow rate of the second Oxidatorstroms ( 50 ) to a flow rate of the third oxidizer stream ( 52 ) by means of a three-way valve ( 30 ) is controlled or regulated. Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, das der zweite Oxidatorstrom (50) und ein die Kathode (4) verlassender Abgasstrom (64) durch einen gemeinsamen Wärmetauscher (38) geführt werden.Process according to claim 2, characterized in that the second oxidant stream ( 50 ) and a cathode ( 4 ) leaving exhaust stream ( 64 ) by a common heat exchanger ( 38 ). Verfahren gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass es weiter die folgenden Schritte aufweist: – Vorgeben einer Mindesttemperatur Tmin; – Messen einer Isttemperatur Tist des zweiten Oxidatorstroms (50) stromabwärts des Wärmetauschers (38); – wenn die gemessene Isttemperatur Tist niedriger als die Mindesttemperatur Tmin ist, Erhöhen eines Durchsatzes des dritten Oxidatorstroms (52).A method according to claim 5, characterized in that it further comprises the following steps: - Specifying a minimum temperature T min ; Measuring an actual temperature T is the second oxidizer current ( 50 ) downstream of the heat exchanger ( 38 ); If the measured actual temperature T ist is lower than the minimum temperature T min , increasing a flow rate of the third oxidant stream ( 52 ). Verfahren gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Oxidatorstrom (50) stromabwärts des Wärmetauschers (38) mit dem Brennerabgasstrom (58) zusammengeführt wird.Process according to claim 5, characterized in that the second oxidizer stream ( 50 ) downstream of the heat exchanger ( 38 ) with the burner exhaust stream ( 58 ) is merged. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Temperatur TBrennerabgas des Brennerabgasstroms (58) und/oder ein Durchsatz IBrennerabgas des Brennerabgasstroms (58) derart gesteuert oder geregelt werden, dass ein Absolutwert |dTBSZ/dt| einer zeitlichen Änderungsrate dTBSZ/dt einer Temperatur TBSZ der Brennstoffzelle (12) einen vorgegebenen ersten Maximalwert nicht übersteigt.A method according to claim 1, characterized in that a temperature T burner exhaust gas of the burner exhaust stream ( 58 ) and / or a flow rate I burner exhaust gas of the burner exhaust gas flow ( 58 ) are controlled or regulated such that an absolute value | dT BSZ / dt | a time rate of change dT BSZ / dt a temperature T BSZ of the fuel cell ( 12 ) does not exceed a predetermined first maximum value. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Durchsatz I52 des dritten Oxidatorstroms (52) derart gesteuert oder geregelt wird, dass ein Absolutwert |dTBrennerabgas/dt| einer zeitlichen Änderungsrate der Temperatur TBrennerabgas des Brennerabgasstroms (58) einen vorgegebenen zweiten Maximalwert nicht übersteigt.Process according to claim 1, characterized in that a flow rate I 52 of the third oxidizer stream ( 52 ) is controlled or regulated such that an absolute value | dT burner exhaust gas / dt | a time rate of change of the temperature T burner exhaust gas of the burner exhaust stream ( 58 ) does not exceed a predetermined second maximum value. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dem Brenner (22) ein Brennstoffstrom (54) zugeführt wird und ein Durchsatz I54 des Brennstoffstroms (54) in Abhängigkeit von einem Durchsatz I52 des dritten Oxidatorstroms (52) geregelt oder gesteuert wird.Method according to claim 1, characterized in that the burner ( 22 ) a fuel stream ( 54 ) and a flow rate I 54 of the fuel stream ( 54 ) in response to a flow rate I 52 of the third oxidizer stream ( 52 ) is regulated or controlled. Anlage (10) zum Bereitstellen elektrischer Energie, mit einer Brennstoffzelle (12), die eine Anode (8) und eine Kathode (4) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage (10) einen Brenner (22) zum Erzeugen eines Brennerabgasstroms (58) aufweist und für ein Beaufschlagen der Kathode (4) mit dem Brennerabgasstrom (58) geeignet oder vorgesehen ist.Investment ( 10 ) for providing electrical energy, with a fuel cell ( 12 ), which is an anode ( 8th ) and a cathode ( 4 ), characterized in that the plant ( 10 ) a burner ( 22 ) for generating a burner exhaust stream ( 58 ) and for applying the cathode ( 4 ) with the burner exhaust stream ( 58 ) is suitable or intended. Anlage gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass sie weiter aufweist: – einen Stromteiler (30) zum Teilen eines ersten Oxidatorstroms (48) in einen zweiten Oxidatorstrom (50) und einen dritten Oxidatorstrom (52); – eine zweite Oxidatorleitung zum Führen des zweiten Oxidatorstroms (50) an die Kathode (4); und – eine dritte Oxidatorleitung zum Führen des dritten Oxidatorstroms (52) an den Brenner (22).Installation according to claim 11, characterized in that it further comprises: - a flow divider ( 30 ) for dividing a first oxidizer stream ( 48 ) into a second oxidizer stream ( 50 ) and a third oxidizer stream ( 52 ); A second oxidizer line for guiding the second oxidizer stream ( 50 ) to the cathode ( 4 ); and a third oxidizer line for guiding the third oxidant stream ( 52 ) to the burner ( 22 ). Anlage gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein Stromteilungsverhältnis des Stromteilers (30) steuerbar ist.Plant according to claim 12, characterized in that a current sharing ratio of the current divider ( 30 ) is controllable. Anlage gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Wärmetauscher (38) zum Herstellen eines thermischen Kontakts zwischen einem Abgasstrom (64) der Kathode (4) und dem zweiten Oxidatorstrom (50) aufweist.Plant according to claim 12, characterized in that it comprises a heat exchanger ( 38 ) for establishing a thermal contact between an exhaust gas flow ( 64 ) the cathode ( 4 ) and the second oxidizer stream ( 50 ) having. Anlage gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass dem Brenner (22) ein Rußfilter zum Entfernen von Rußpartikeln nachgelagert ist.Plant according to claim 11, characterized in that the burner ( 22 ) is a soot filter for removing soot particles downstream.
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