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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Wasserstoffabluftvorrichtung für eine elektrische Energiequelle nach Anspruch 1 sowie ein Verfahren zur Erhöhung der Sicherheit beim Betrieb einer elektrischen Energiequelle nach Anspruch 9.
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STAND DER TECHNIK
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Elektrische Energiequellen werden in vielen Bereichen der modernen Technik eingesetzt. Derartige elektrische Energiequellen können Brennstoffzellensysteme oder Batteriesysteme wie beispielsweise NiCd-Batteriesysteme (Nickel-Cadmium) oder NiMH-Batteriesysteme (Nickel-Metallhydrid) sein. Auch beispielsweise Pb-Batteriesysteme (Blei) und andere Batteriesysteme, die Zellen mit wässrigem Elektrolyten aufweisen, sind als elektrische Energiequellen bekannt. Gegenüber insbesondere Verbrennungsmotoren weisen elektrische Energiequellen den Vorteil auf, dass sie normalerweise keine, insbesondere gesundheitsschädlichen Abgase beim Betrieb produzieren. Insbesondere in geschlossenen Räumen aber auch beispielsweise bei einer Verwendung im Bergbau unter Tage ist dies von großem Vorteil.
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Dennoch kann bei den oben genannten elektrischen Energiequellen im Betrieb gasförmiger Wasserstoff austreten. Bei Brennstoffzellensystemen, die mit Wasserstoff betrieben werden, kann dies beispielsweise durch ein Leck im Leitungssystem oder in einem der Bauteile des Brennstoffzellensystems, etwa der Brennstoffzelle selbst oder einem Wasserstofftank, begründet sein. Aber auch aus NiCd-Batteriesystemen kann beispielsweise bei einer Überladung oder einer falschen Polung Wasserstoff austreten. Bei NiMH-Batteriesystemen ist ebenfalls die Möglichkeit eines Ausgasens von Wasserstoff bekannt. Ein Ladevorgang eines Batteriesystems, bei dem prozessbedingt Elektrolyse auftreten kann, kann ebenfalls zu einem Austreten von gasförmigem Wasserstoff führen.
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Bei einem Einsatz der elektrischen Energiequelle stellt ein derartiges Ausgasen im Normalfall kein Problem dar, da durch die sofortige Verdünnung des Wassersoffs durch die Umgebungsluft keine hohen Konzentrationen auftreten können. In geschlossenen Räumen, beispielsweise bei einer Verwendung der elektrischen Energiequelle in einem Gebäude oder unter Tage, kann es im Gegensatz dazu zu einer Anreicherung von Wasserstoff kommen, wobei insbesondere eine Vermischung des austretenden Wasserstoffs mit vorhandenem Luftsauerstoff zur Bildung von Knallgas führen kann. Eine erhöhte Brand- und auch Explosionsgefahr ist die Folge.
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OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
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Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile von elektrischen Energiequellen zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Wasserstoffabluftvorrichtung für eine elektrische Energiequelle sowie ein Verfahren zur Erhöhung der Sicherheit beim Betrieb einer elektrischen Energiequelle bereitzustellen, die es in möglichst einfacher und kostengünstiger Art und Weise ermöglichen, elektrische Energiequellen in geschlossenen Räumen zu verwenden, wobei gleichzeitig die Gefahr eines Brandes oder einer Explosion vermindert wird.
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Die voranstehende Aufgabe wird gelöst durch eine Wasserstoffabluftvorrichtung für eine elektrische Energiequelle mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 sowie durch ein Verfahren zur Erhöhung der Sicherheit beim Betrieb einer elektrischen Energiequelle mit den Merkmalen des Anspruchs 9. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Wasserstoffabluftvorrichtung beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und jeweils umgekehrt, so dass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.
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In einem ersten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch eine Wasserstoffabluftvorrichtung für eine elektrische Energiequelle gelöst. Eine erfindungsgemäße Wasserstoffabluftvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Wasserstoffabluftvorrichtung ein Aufnahmevolumen und ein Ausleiteelement aufweist, wobei das Aufnahmevolumen zum zumindest teilweisen Aufnehmen wenigstens eines Bauelements der elektrischen Energiequelle ausgebildet ist und wobei ferner das Aufnahmevolumen mit dem Ausleiteelement fluidkommunizierend verbunden ist, wobei das Aufnahmevolumen zum Sammeln von aus dem wenigstens einen Bauelement der elektrischen Energiequelle austretenden gasförmigen Wasserstoff und zum Zuführen des gesammelten gasförmigen Wasserstoffs zum Ausleiteelement ausgebildet ist und das Ausleiteelement zum Oxidieren von gasförmigen Wasserstoff ausgebildet ist.
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Aus elektrischen Energiequellen kann gasförmiger Wasserstoff austreten. Dies kann beispielsweise bei Brennstoffzellensystemen, die mit Wasserstoff betrieben werden, durch eine Leckage eines der Bauteile des Brennstoffzellensystems begründet sein. Auch bei anderen elektrischen Energiequellen kann es zu einer derartigen Ausgasung von Wasserstoff kommen, beispielsweise bei NiCd-Batteriesystemen durch eine Überladung oder eine falsche Polung oder bei NiMH-Batteriesystemen bei einer chemischen Beeinträchtigung des verwendeten Metallhydrids. Auch Ladevorgänge eines Batteriesystems, bei denen prozessbedingt Elektrolyse auftreten kann, können ebenfalls zu einem Austreten von gasförmigem Wasserstoff führen. Derartiger ausgetretener gasförmiger Wasserstoff kann sich in geschlossenen Räumen ansammeln und insbesondere in Vermischung mit Luftsauerstoff Knallgas bilden. Dadurch entsteht eine erhöhte Brand- oder sogar Explosionsgefahr.
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Eine erfindungsgemäße Wasserstoffabluftvorrichtung weist ein Aufnahmevolumen auf, das zum zumindest teilweisen Aufnehmen wenigstens eines Bauelements der elektrischen Energiequelle und zum Sammeln von aus dem wenigstens einen Bauelement der elektrischen Energiequelle austretenden gasförmigen Wasserstoff ausgebildet ist. Insbesondere kann das Aufnahmevolumen dabei das Bauelement der elektrischen Energiequelle aufnehmen, bei dem die Gefahr eines Austretens von gasförmigem Wasserstoff am größten ist, beispielsweise bei Anschlüssen von Wasserstoffzuleitungen an eine Brennstoffzelle. Besonders bevorzugt kann die gesamte elektrische Energiequelle in dem Aufnahmevolumen aufgenommen sein. Auch kann das Aufnahmevolumen offen oder geschlossen ausgebildet sein. Gasförmiger Wasserstoff weist eine sehr geringe Dichte auf, wodurch er in Raumluft nach oben steigt. Ein offenes Aufnahmevolumen, das oberhalb eines Bauteils der elektrischen Energiequelle angeordnet ist und/oder das Bauteil glockenartig umgibt, ist somit bereits zum Sammeln des aus dem Bauteil austretenden Wasserstoffs ausgebildet. Bevorzugt kann selbstverständlich vorgesehen sein, dass das Aufnahmevolumen geschlossen ausgebildet ist und insbesondere das wenigstens eine Bauteil der elektrischen Energiequelle vollständig umgibt. Besonders bevorzugt umgibt das Aufnahmevolumen die gesamte elektrische Energiequelle vollständig.
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Das Aufnahmevolumen ist erfindungsgemäß mit einem Ausleiteelement, das ebenfalls Teil der erfindungsgemäßen Wasserstoffabluftvorrichtung ist, fluidkommunizierend verbunden. Dadurch ist das Aufnahmevolumen zum Zuführen des gesammelten gasförmigen Wasserstoffs zum Ausleiteelement ausgebildet. Selbstverständlich kann dabei ein Förderelement, beispielsweise ein Ventilator, vorgesehen sein, um das Zuführen des gasförmigen Wasserstoffs vom Aufnahmevolumen zum Ausleiteelement zu unterstützen. Erfindungsgemäß ist das Ausleiteelement zum Oxidieren von gasförmigem Wasserstoff ausgebildet. In einer derartigen Oxidation wird der gasförmige Wasserstoff gebunden und liegt im Anschluss daran nicht mehr gasförmig vor. Eine Bildung von Knallgas durch eine Vermischung mit gasförmigem Sauerstoff kann dadurch besonders effektiv und einfach verhindert werden. Besonders bevorzugt wird der gasförmige Wasserstoff im Ausleiteelement mit Sauerstoff, insbesondere Luftsauerstoff, zu Wasser oxidiert. Das so entstehende Wasser kann im Anschluss gesammelt oder auch an die Umgebung abgegeben werden, beispielsweise durch das Ausleiteelement. Durch eine erfindungsgemäße Wasserstoffabluftvorrichtung ist es somit möglich, aus einer elektrischen Energiequelle austretenden gasförmigen Wasserstoff aufzufangen, zu sammeln und zu oxidieren. Eine Brand- oder gar Explosionsgefahr die von der elektrischen Energiequelle ausgehen könnte, kann dadurch vermieden oder zumindest wesentlich verringert werden, wodurch die Sicherheit bei der Verwendung einer derartigen elektrischen Energiequelle erhöht wird. Durch eine erfindungsgemäße Wasserstoffabluftvorrichtung ist es somit möglich, die elektrische Energiequelle auch in Bereichen ohne ständigen Luftaustausch, wie beispielsweise in geschlossenen Räumen oder unter Tage, einzusetzen. Insbesondere bei einem Einsatz unter Tage, beispielsweise in Bergwerken, kann dadurch auch für mobile Anwendungen, insbesondere für den Antrieb von Fahrzeugen, eine leistungsfähige und gleichzeitig sichere elektrische Energiequelle zur Verfügung gestellt werden.
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Besonders bevorzugt kann bei einer erfindungsgemäßen Wasserstoffabluftvorrichtung vorgesehen sein, dass die Wasserstoffabluftvorrichtung für ein Brennstoffzellensystem und/oder ein NiCd-Batteriesystem und/oder ein NiMH-Batteriesystem als elektrische Energiequelle vorgesehen ist. Eine erfindungsgemäße Wasserstoffabluftvorrichtung ist zum Sammeln und Oxidieren von gasförmigem Wasserstoff vorgesehen. Bei Brennstoffzellensystemen, die mit Wasserstoff betrieben werden, kann ein Austreten von gasförmigen Wasserstoff beispielsweise durch ein Leck im Leitungssystem oder in einem der Bauteile des Brennstoffzellensystems, etwa der Brennstoffzelle selbst oder einem Wasserstofftank, begründet sein. Aber auch aus NiCd-Batteriesystemen kann beispielsweise bei einer Überladung oder einer falschen Polung Wasserstoff austreten. Bei NiMH-Batteriesystemen ist ebenfalls die Möglichkeit eines Ausgasens von Wasserstoff bekannt. Dadurch, dass als elektrische Energiequelle ein Brennstoffzellensystem und/oder ein NiCd-Batteriesystem und/oder ein NiMH-Batteriesystem vorgesehen ist, kann die Sicherheit beim Betreiben dieser Arten von elektrischen Energiequellen deutlich erhöht werden. Ein Einsatz dieser Arten von elektrischen Energiequellen auch in Bereichen ohne ständigen Luftaustausch, wie beispielsweise in geschlossenen Räumen oder unter Tage, kann dadurch ermöglicht werden.
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Auch kann bei einer erfindungsgemäßen Wasserstoffabluftvorrichtung vorgesehen sein, dass das Aufnahmevolumen zum vollständigen Aufnehmen zumindest eines der folgenden Bauelemente der elektrischen Energiequelle ausgebildet ist:
- – Brennstoffzelle
- – NiCd-Batterie
- – NiMH-Batterie
- – Wasserstofftank
- – Wasserstoffleitung
Eine vollständige Aufnahme im Sinne der Erfindung bedeutet dabei insbesondere, dass das entsprechende Bauteil der elektrischen Energiequelle als Ganzes im Inneren des Aufnahmevolumens angeordnet ist und das Aufnahmevolumen das Bauteil nach allen Seiten hin umschließt. Bei einem eventuellen Austreten von gasförmigem Wasserstoff kann dieser daher nur ins Innere des Aufnahmevolumens gelangen, von wo aus er dem Ausleiteelement der erfindungsgemäßen Wasserstoffabluftvorrichtung zur Oxidation zugeführt wird. Durch ein vollständiges Aufnehmen dieser Bauelemente einer elektrischen Energiequelle kann daher besonders einfach verhindert werden, dass gasförmiger Wasserstoff in die Umgebung der elektrischen Energiequelle gelangt. Selbstverständlich können dabei auch andere Bauteile der elektrischen Energiequelle, die im Betrieb der elektrischen Energiequelle mit Wasserstoff in Berührung kommen können, wie beispielsweise Verschraubungen, Ventile oder wasserstoffbezogene Sicherheitseinrichtungen wie Überdruckventile, vom Aufnahmevolumen vollständig aufgenommen sein.
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Ferner kann bei einer erfindungsgemäßen Wasserstoffabluftvorrichtung vorgesehen sein, dass die Wasserstoffabluftvorrichtung zwischen dem Aufnahmevolumen und dem Ausleiteelement ein Ventil aufweist. Durch ein derartiges Ventil ist eine kontrollierte Zuführung des gesammelten gasförmigen Wasserstoffs vom Aufnahmevolumen zum Ausleiteelement ermöglicht. Insbesondere bei Oxidationsreaktionen, die erst ab einer gewissen Konzentration von gasförmigem Wasserstoff effektiv ablaufen, kann dies von Vorteil sein. Dazu wird das Ventil geschlossen gehalten, bis im Aufnahmevolumen eine ausreichende Wasserstoffkonzentration vorhanden ist. Das Ventil kann dann geöffnet werden und der gasförmige Wasserstoff dem Ausleiteelement, in dem die Oxidationsreaktion stattfindet, zugeführt werden. Eine besonders hohe Kontrollmöglichkeit über den Betriebszustand einer erfindungsgemäßen Wasserstoffabluftvorrichtung kann dadurch erreicht werden.
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Besonders bevorzugt kann eine erfindungsgemäße Wasserstoffabluftvorrichtung dahingehend ausgebildet sein, dass das Ausleiteelement zumindest abschnittsweise kaminartig ausgebildet ist. Gasförmiger Wasserstoff weist eine sehr geringe Dichte auf, wodurch er in Raumluft nach oben steigt. Durch ein zumindest abschnittsweise kaminartig ausgebildetes Ausleiteelement kann diese Eigenschaft von gasförmigem Wasserstoff ausgenützt werden. Kaminartig ausgebildet bedeutet dabei im Wesentlichen, dass das Ausleitelement am höchsten oder zumindest an einem hohen Bereich des Aufnahmevolumens angeordnet ist und sich weiter nach oben erstreckt. Dadurch ist es möglich, dass der gasförmige Wasserstoff allein durch seine intrinsischen Eigenschaften vom Aufnahmevolumen zum und in das Ausleiteelement geleitet wird. Eine besonders einfache Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Wasserstoffabluftvorrichtung kann dadurch geschaffen werden.
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Darüber hinaus kann bei einer erfindungsgemäßen Wasserstoffabluftvorrichtung vorgesehen sein, dass das Ausleiteelement zumindest abschnittsweise mit einem Katalysatormaterial beschichtet ist. Dabei kann die Beschichtung bevorzugt im Inneren des Ausleiteelements angeordnet sein, so dass der gasförmige Wasserstoff beim Durchströmen des Ausleiteelements am Katalysatormaterial vorbeiströmt. Durch ein derartiges Katalysatormaterial, das beispielsweise ein Edelmetall, insbesondere Platin, umfassen kann, kann die Oxidation des gasförmigen Wasserstoffs unterstützt werden und dadurch besonders geregelt und/oder gleichmäßig ablaufen. Insbesondere kann das Katalysatormaterial dabei bevorzugt derart gewählt sein, dass der gasförmige Wasserstoff mit gasförmigem Sauerstoff, insbesondere Luftsauerstoff, zu Wasser, insbesondere dampfförmigem Wasser, reagiert.
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Auch kann eine erfindungsgemäße Wasserstoffabluftvorrichtung dahingehend ausgebildet sein, dass die Wasserstoffabluftvorrichtung, insbesondere das Ausleiteelement, zum Zuführen von Luft zum gasförmigen Wasserstoff ausgebildet ist. Insbesondere im Falle eines Defekts der elektrischen Energiequelle kann es vorkommen, dass größere Mengen an gasförmigen Wasserstoff austreten. In diesem Fall kann es eintreten, dass die Menge von Luft, die zur Oxidation des gasförmigen Wasserstoffs im Ausleiteelement benötigt wird, nicht durch die bereits vorhandene Luftzuführung bereitgestellt werden kann. Durch das zusätzliche Zuführen von Luft kann zu jederzeit ein ausreichendes Vorhandensein von Luft, insbesondere von Luftsauerstoff, für eine Oxidation des gesamten im Aufnahmevolumen gesammelten gasförmigen Wasserstoffs sichergestellt werden. Ein Austreten von gasförmigem Wasserstoff in die Umgebung der elektrischen Energiequelle kann somit zu jederzeit vermieden werden.
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In einer bevorzugten Weiterentwicklung einer erfindungsgemäßen Wasserstoffabluftvorrichtung kann ferner vorgesehen sein, dass zum Zuführen von Luft ein Venturielement vorgesehen ist. Ein derartiges Venturielement weist dabei insbesondere den Vorteil auf, dass zum Zuführen der Luft keine extern angetriebenen Zuführelemente benötigt werden. Allein durch den am Venturielement vorbeiströmenden oder durch das Venturielement hindurchströmenden Gasstrom, der insbesondere den gasförmigen Wasserstoff umfasst, wird die zusätzliche Luft diesem Gasstrom zugeführt. Dadurch, dass das Venturielement keine beweglichen Teile aufweist, stellt ein derartiges Venturielement ein sehr zuverlässiges und wartungsarmes Bauteil dar. Bereits allein durch die Dimensionierung des Venturielements kann bei korrekter Auslegung die zur Oxidation des gasförmigen Wasserstoffs benötigte Menge an Luft zur Verfügung gestellt werden. Dies stellt eine besonders einfache und wartungsfreundliche Möglichkeit dar, eine Zuführung von Luft bereitzustellen.
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Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Erhöhung der Sicherheit beim Betrieb einer elektrischen Energiequelle. Ein erfindungsgemäßes Verfahren ist dabei durch folgende Schritte gekennzeichnet:
- – Auffangen von ausströmendem gasförmigen Wasserstoff,
- – Zuführen des gasförmigen Wasserstoffs zu einem Ausleiteelement und
- – Oxidation des gasförmigen Wasserstoffs im Ausleiteelement.
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Die erfindungsgemäßen Schritte können dabei nacheinander oder auch gleichzeitig durchgeführt werden. Durch ein erfindungsgemäßes Verfahren ist es ermöglicht, elektrische Energiequellen, bei denen ein Austreten von gasförmigem Wasserstoff nicht ausgeschlossen werden kann, auch in Umgebungen einzusetzen, in denen ein ausreichender Luftaustausch nicht sichergestellt werden kann, wie beispielsweise in geschlossenen Räumen oder unter Tage. In derartigen Umgebungen könnte eine Ansammlung von gasförmigem Wasserstoff, insbesondere durch die Bildung von Knallgas, zu einer erhöhten Brand- oder sogar Explosionsgefahr führen. Durch ein erfindungsgemäßes Verfahren ist es ermöglicht, aus einem Bauelement der elektrischen Energiequelle ausströmenden gasförmigen Wasserstoff aufzufangen und dadurch zu sammeln, den gesammelten Wasserstoff einem Ausleiteelement zuzuführen und in diesem zu oxidieren. Dadurch kann der austretende gasförmige Wasserstoff unschädlich gemacht werden. Insbesondere liegt der Wasserstoff nach der Oxidation nicht mehr gasförmig vor, so dass die zusammen mit Sauerstoff mögliche Bildung von Knallgas sicher vermieden werden kann. Dadurch kann die Sicherheit beim Betreiben einer elektrischen Energiequelle deutlich erhöht werden. Insbesondere kann dadurch ein Einsatz derartiger elektrischer Energiequellen in Umgebungen ohne ausreichende Luftzirkulation, wie beispielsweise geschlossene Räume oder unter Tage, ermöglicht werden.
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Besonders bevorzugt kann bei einem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen sein, dass das Verfahren durch eine Wasserstoffabluftvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung durchgeführt wird. Sämtliche Vorteile, die zu einer Wasserstoffabluftvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung beschrieben worden sind, ergeben sich somit selbstverständlich auch für ein erfindungsgemäßes Verfahren, das durch eine derartige Wasserstoffabluftvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung ausgeführt wird.
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BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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Das erfindungsgemäße Verfahren und seine Weiterbildungen sowie deren Vorteile und die erfindungsgemäße Brennstoffzelle und deren Weiterbildungen sowie deren Vorteile werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen jeweils schematisch:
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1 eine erste Ausgestaltungsform einer erfindungsgemäßen Wasserstoffabluftvorrichtung und
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2 eine zweite Ausgestaltungsform einer erfindungsgemäßen Wasserstoffabluftvorrichtung.
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Elemente mit gleicher Funktion und Wirkungsweise sind in den 1 und 2 jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt eine erfindungsgemäße Wasserstoffabluftvorrichtung 10 in einer ersten Ausgestaltungsform. Das Aufnahmevolumen 20 der Wasserstoffabluftvorrichtung 10 ist in dieser Ausgestaltungsform offen und haubenartig ausgeführt. Im Aufnahmevolumen 20 sind zwei elektrische Energiequellen 30 angeordnet, ein NiCd-Batteriesystem 32 und ein NiMH-Batteriesystem 33. Selbstverständlich können in anderen Ausgestaltungsformen auch nur eine einzige oder mehr als zwei elektrische Energiequelle(n) 30 vorgesehen sein. In den elektrischen Energiequellen 30 ist jeweils exemplarisch ein Bauteil 40 gezeigt, eine NiCd-Batterie 42 bzw. eine NiMH-Batterie 43. Das Aufnahmevolumen 20 ist darüber hinaus mit Luft 51, insbesondere Umgebungsluft, gefüllt. Aus den elektrischen Energiequellen 30 kann im Betrieb, insbesondere bei einem Defekt, Wasserstoff 50 austreten. Dieser Wasserstoff 50 wird durch die erfindungsgemäße Wasserstoffabluftvorrichtung 10, insbesondere durch das Aufnahmevolumen 20 gesammelt und einem Ausleiteelement 21 zugeführt. In dieser Ausgestaltungsform weist die Wasserstoffabluftvorrichtung 10 zwischen dem Aufnahmevolumen 20 und dem Ausleiteelement 21 in Ventil 22 auf. Durch dieses Ventil 22 ist eine Steuerung bzw. Regelung des Zuführens des gesammelten Wasserstoffs 50 zum Ausleiteelement 21 ermöglicht. So kann beispielsweise das Ventil 22 erst dann geöffnet werden, wenn die Konzentration des gasförmigen Wasserstoffs 50 im Aufnahmevolumen 20 eine Schwelle überschreitet. Ferner ist im Ausleiteelement 21 ein Ventilator 25 vorgesehen, um das Zuführen des gasförmigen Wasserstoffs 50 zum Ausleiteelement 21 zu unterstützen. Im Ausleiteelement 21 ist ferner ein Katalysatormaterial 23 angeordnet, insbesondere ist das Innere des Ausleiteelements 21 mit dem Katalysatormaterial beschichtet. Gasförmiger Wasserstoff 50 kann, ausgelöst durch das Katalysatormaterial 23, kontrolliert mit der Luft 51 oxidieren, wobei als Reaktionsprodukt bevorzugt Wasser 52 entsteht. Dieses Wasser 52 liegt zumeist dampfförmig vor und wird aus der Wasserstoffabluftvorrichtung 10 an die Umgebung abgegeben. Für den Fall, dass große Mengen an gasförmigen Wasserstoff 50 austreten und die im Aufnahmevolumen 20 vorhandene Luft 51 nicht zur Oxidation des gesamten ausgetretenen Wasserstoffs 50 ausreicht, kann im Ausleiteelement 21 zusätzlich Luft 51 zugeführt werden. Dies ist durch Pfeile angedeutet. Durch eine erfindungsgemäße Wasserstoffabluftvorrichtung 10 kann somit erreicht werden, dass auch elektrische Energiequellen 30, bei denen ein Austreten von gasförmigen Wasserstoff 50 nicht ausgeschlossen werden kann, ohne eine Emission von gasförmigen Wasserstoff 50 an die Umgebung betrieben werden können. Eine deutliche Steigerung der Sicherheit beim Betreiben derartiger elektrischer Energiequellen 30 kann so erreicht werden. Insbesondere ist es dadurch ermöglicht, diese elektrischen Energiequellen auch in Umgebungen einzusetzen, in denen ein ausreichender Luftaustausch nicht gewährleistet werden kann, beispielsweise in geschlossenen Räumen oder unter Tage.
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In 2 ist eine weiter mögliche Ausgestaltungsform einer erfindungsgemäßen Wasserstoffabluftvorrichtung 10 gezeigt. Im Unterschied zu der in 1 gezeigten Variante ist hier das Aufnahmevolumen 20 geschlossen und umgibt die gesamte elektrische Energiequelle 30, die in diesem Beispiel als eine Kombination eines Brennstoffzellensystems 31 mit einem Pb-Batteriesystem 34 ausgebildet ist. Sämtliche Bauelemente 40 der elektrischen Energiequellen 30, gezeigt sind davon insbesondere eine Brennstoffzelle 41, ein Wasserstofftank 45, eine Wasserstoffleitung 46 und eine Pb-Batterie 44, sind vollständig innerhalb des Aufnahmevolumens 20 angeordnet. Selbstverständlich kann das Brennstoffzellensystem 31 noch weitere Bauelemente 40, wie beispielsweise eine Luftzuleitung, eine Wasserableitung und/oder weitere Hilfsaggregate, aufweisen. In der dargestellten Konfiguration ist es möglich, dass das Brennstoffzellensystem 31 eine mittlere elektrische Leistung bereitstellt. Bei höheren Leistungsanforderungen kann die benötigte elektrische Leistung aus einer Kombination der Leistungen des Brennstoffzellensystems 31 und des Pb-Batteriesystems 34 bereitgestellt werden. Wenn der Leistungsbedarf unterhalb der oben angeführten mittleren Leistung liegt, kann das Pb-Batteriesystem 34 durch die Brennstoffzelle 31 aufgeladen werden. Die dafür nötigen elektrischen Verschaltungen sind nicht mit abgebildet. Aus den Bauelementen 40 austretender gasförmiger Wasserstoff 50 wird durch das Aufnahmevolumen 20 gesammelt und dem Ausleiteelement 21 zugeführt. Insbesondere bei Brennstoffzellensystemen 31 kann es vorkommen, dass eine große Menge an gasförmigen Wasserstoff 50 austritt. Daher ist vorgesehen, dass zusätzlich zur bereits im Aufnahmeelement 20 vorhandenen Luft 51 weitere Luft 51, durch Pfeile verdeutlicht, dem Gasstrom im Ausleiteelement 21 zugeführt werden kann. Um diese zusätzliche Luft 51 besonders effektiv zuführen zu können, ist in der gezeigten Ausgestaltungsform ein Venturielement 24 vorgesehen. So kann zu jeder Zeit ein ideales Verhältnis zwischen dem gasförmigen Wasserstoff 50 auf der einen und der Luft 51 auf der anderen Seite sichergestellt werden, um eine Oxidation des gasförmigen Wasserstoffs 50 im Ausleiteelement 21 zu ermöglichen. Um diese Oxidation noch weiter zu unterstützen bzw. um sie besonders kontrolliert ablaufen zu lassen, ist das Ausleiteelement 21 im Inneren mit einem Katalysatormaterial 23 beschichtet. Eine besonders gute Oxidation des gasförmigen Wasserstoffs 50 mit Sauerstoff aus der Luft 51 zu Wasser 52 kann dadurch erreicht werden. Auch durch diese Ausgestaltungsform einer erfindungsgemäßen Wasserstoffabluftvorrichtung 10 kann somit erreicht werden, dass kein gasförmiger Wasserstoff 50 von einer elektrischen Energiequellen 30 an die Umgebung abgegeben wird.
