DE10201669A1

DE10201669A1 - Brennstoffzellensystem; Brennstoffzellen und Wasserstoffgasbereitstellungsbehälter

Info

Publication number: DE10201669A1
Application number: DE10201669A
Authority: DE
Inventors: Shimpei Miura; Takeshi Yamamoto; Kenji Kurita
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2001-01-18
Filing date: 2002-01-17
Publication date: 2002-11-14
Also published as: US20020094468A1; JP2002216813A

Abstract

Ein Schließventil (202) für einen Tank (200), der eine wasserstoffspeichernde Legierung aufweist, wird in einen Grundkörper des Tanks (200), der eine wasserstoffspeichernde Legierung aufweist, integriert. Außerdem sind Schließventile (104) für eine Brennstoffzelle (100) ebenfalls in einem Grundkörper der Brennstoffzelle (100) integriert. Es gibt keinen Fluiddurchlaß zur Verbindung zwischen den Schließventilen (100, 104) und dem Grundkörper der Brennstoffzelle (100). Daher ist es möglich, eine Situation zu vermeiden, in der Wasserstoffgas aufgrund eines im Fluiddurchlaß zur Verbindung zwischen den Schließventilen (102, 104) und dem Grundkörper der Brennstoffzelle (100) auftretenden Problems weiterhin aus dem Fluiddurchlaß ausströmt, obwohl die Ventile geschlossen sind. Auch in einem Notfall kann das Austreten von Wasserstoffgas vollständig gestoppt werden.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG 1. Gebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Onboard-Brenn stoffzellensystem, eine Brennstoffzelle, und einen Was serstoffgasbereitstellungsbehälter, die dazu geeignet sind, in einem Kraftfahrzeug wie einem Automobil oder Ähnlichem eingebaut zu werden.

2. Beschreibung des Stands der Technik

Eine Brennstoffzelle, die aufgrund ihrer Versorgung mit Wasserstoffgas von einem Wasserstoffgasbereitstel lungsbehälter wie einem Hochdruckwasserstoffbehälter, ei nem Behälter, der eine wasserstoffspeichernde Legierung aufweist, oder Ähnlichem elektrische Energie erzeugt, weist eine hohe Energieeffizienz auf und ist daher als eine Energiequelle für ein elektrisches Fahrzeug oder Ähnliches vielversprechend.

Um eine Brennstoffzelle als eine Energiequelle für ein Fahrzeug zu nutzen, muß das Fahrzeug mit einem Brenn stoffzellensystem, das die Brennstoffzelle, einen Wasser stoffgasbereitstellungsbehälter wie einen Hochdruckwas serstoffgasbehälter oder einen Behälter, der eine wasser stoffspeichernde Legierung aufweist, einen Wasserstoff gasdurchlass zum Liefern des Wasserstoffgases vom Wasser stoffgasbereitstellungsbehälter an die Brennstoffzelle, und Ähnlichem ausgestattet sein.

Wasserstoffgas ist jedoch höchst brennbar. Daher ist es notwendig, ein Austreten von Wasserstoffgas verläßli cher zu verhindern, wenn die Bereitstellung von Wasser stoffgas aufgrund eines Unfalls oder Ähnlichem in einem Fahrzeug gestoppt wird, das mit einem Brennstoffzellen system ausgerüstet ist. Zudem ist es, auch nachdem die Bereitstellung von Wasserstoffgas gestoppt wurde, notwen dig, eine Situation zu verhindern, in der die Abgabespan nung der Brennstoffzelle nicht sofort verringert werden kann, weil ein Überschuß von Wasserstoffgas, der in einem Fluiddurchlass des Brennstoffzellensystems verbleibt, weiterhin in der Brennstoffzelle reagiert.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Wie vorstehend beschrieben, ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein im Fahrzeug vorhandenes Brennstoffzellen system, eine Brennstoffzelle und einen Wasserstoffgasbe reitstellungsbehälter zu schaffen, die verlässlicher das Austreten von Wasserstoffgas während des Stopps der Be reitstellung von Wasserstoffgas verhindern können und die die Abgabespannung unmittelbar nach dem Stoppen der Be reitstellung von Wasserstoffgas verringern können.

Um die vorstehend erwähnte Aufgabe mindestens bis zu einem gewissen Grad zu lösen, umfaßt ein Brennstoffzel lensystem nach einer Ausführungsform der Erfindung einen Wasserstoffgasbereitstellungsabschnitt, eine Brennstoff zelle, einen ersten Fluiddurchlass, einen zweiten Fluid durchlass und ein Ventil. Der Wasserstoffgasbereitstel lungsabschnitt ist dazu ausgelegt, Wasserstoffgas bereit zustellen. Die Brennstoffzelle erzeugt elektrische Ener gie, indem sie mit dem Wasserstoffgas versorgt wird, das vom Wasserstoffgasbereitstellungsabschnitt geliefert wird, und das verbleibende Wasserstoffgas abgibt. Ein Ab gabeanschluß des Wasserstoffgasbereitstellungsabschnitts und ein Versorgungsanschluß der Brennstoffzelle sind mit einander durch den ersten Fluiddurchlass verbunden. Das vom Wasserstoffgasbereitstellungsabschnitt gelieferte Wasserstoffgas fließt durch den ersten Fluiddurchlass, um der Brennstoffzelle bereitgestellt zu werden. Der zweite Fluiddurchlass führt zu einem Entsorgungsanschluß der Brennstoffzelle. Das von der Brennstoffzelle abgegebene Wasserstoffgas fließt durch den zweiten Fluiddurchlass. Das Ventil ist in mindestens einem aus dem Versorgungsan schluß und dem Entsorgungsanschluß der Brennstoffzelle vorgesehen, kann den Durchfluss des Wasserstoffgases zu lassen oder stoppen, indem es geöffnet oder geschlossen wird, und ist in einen Grundkörper der Brennstoffzelle integriert.

Ein solches nach einer Ausführungsform der Erfindung aufgebautes Brennstoffzellensystem verzichtet auf den Fluiddurchlass zur Verbindung zwischen dem Ventil und der . Brennstoffzelle. Daher ist es möglich, eine Situation zu vermeiden, in der Wasserstoffgas aus dem Fluiddurchlass ausströmt, auch wenn ein Problem auftritt.

Da weiterhin auf den Fluiddurchlass zur Verbindung zwischen dem Ventil und dem Grundkörper der Brennstoff zelle verzichtet wird, verbleibt kein Wasserstoffgas in dem Fluiddurchlass, wenn die Bereitstellung des Wasser stoffgases an die Brennstoffzelle durch Schließen des Ventils als Antwort auf das Stoppen des Betriebs des Brennstoffzellensystems gestoppt wird. Daher wird das Wasserstoffgas in der Brennstoffzelle sofort aufge braucht, wenn der Betrieb des Brennstoffzellensystems ge stoppt wird, so dass die Versorgung der Brennstoffzelle mit Wasserstoffgas gestoppt wird. Daher wird es möglich, die Abgabespannung der Brennstoffzelle sanft zu verrin gern.

Auch wenn das Ventil im Fluiddurchlass zur Verbindung zwischen dem Wasserstoffgasbereitstellungsabschnitt und der Brennstoffzelle vorgesehen ist, ohne im Grundkörper der Brennstoffzelle integriert zu sein, kann der vorste hend erwähnte Effekt im Wesentlichen erreicht werden, in dem das Ventil nahe bei der Brennstoffzelle angeordnet wird. Das heißt, wenn der Fluiddurchlass zur Verbindung zwischen dem Ventil und der Brennstoffzelle verkürzt wird, wird die Menge des in dem Fluiddurchlass verblei benden Wasserstoffgases nach dem Stoppen des Betriebs des Brennstoffzellensystems verringert. Als ein Ergebnis kann im Wesentlichen der gleiche Effekt wie vorstehend be schrieben erreicht werden.

Zudem erzeugt eine Brennstoffzelle gemäß einer Aus führungsform der Erfindung elektrische Energie, indem sie mit Wasserstoffgas über einen Versorgungsanschluß versorgt wird und das übrige Wasserstoffgas über einen Ent sorgungsanschluß abgibt. Diese Brennstoffzelle weist ein Ventil auf, das in mindestens einem aus dem Versorgungs anschluß und dem Entsorgungsanschluß vorgesehen ist, das den Gasfluß zulassen oder stoppen kann, indem es geöffnet oder geschlossen wird, und das in einen Grundkörper der Brennstoffzelle integriert ist.

Zusätzlich weist ein Wasserstoffgasbereitstellungsbe hälter nach einer Ausführungsform der Erfindung ein Ven til auf, das in einem Ablassanschluß vorgesehen ist, um das Wasserstoffgas abzulassen, und das durch Öffnen oder Schließen den Gasdurchfluss erlauben oder stoppen kann.

Wenn eine solche Brennstoffzelle oder ein solcher Wasserstoffgasbereitstellungsbehälter in einem Brenn stoffzellensystem verwendet wird, kann der gleiche Effekt wie beim vorstehend erwähnten Brennstoffzellensystem er wartet werden.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

Fig. 1 ist ein Blockschaubild eines Onboard- bzw. im Fahrzeug vorhandenen Brennstoffzellensystems nach einer ersten Form, die eine Ausführungsform der Erfindung ist.

Fig. 2 ist eine schematische Schnittansicht einer Brennstoffzelle gemäß der ersten Ausführungsform der Er findung.

Fig. 3 ist eine schematische Schnittansicht eines wasserstoffeinschließenden bzw. -speichernden Behälters in Übereinstimmung mit der ersten Ausführungsform der Er findung.

Fig. 4 ist ein Blockschaubild eines Onboard-Brenn stoffzellensystems einer zweiten Form, die eine Ausfüh rungsform der Erfindung ist.

GENAUE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN

Nachstehend werden Ausführungsformen der Erfindung in der folgenden Reihenfolge beschrieben:
A. Erste Ausführungsform;
A-1. Aufbau der ersten Ausführungsform;
A-2. Betrieb der ersten Ausführungsform;
B. Zweite Ausführungsform;
B-1. Aufbau der zweiten Ausführungsform;
B-2. Betrieb der zweiten Ausführungsform; und
C. Modifikationen.

A. Erste Ausführungsform A-1. Aufbau der ersten Ausführungsform

Fig. 1 ist ein Blockschaubild eines Onboard-Brenn stoffzellensystems gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung. Das Brennstoffzellensystem nach dieser Ausfüh rungsform ist in einem Fahrzeug wie einem Automobil oder Ähnlichem installiert. Das Brennstoffzellensystem besteht hauptsächlich aus einer Brennstoffzelle 100 und einem Be hälter 200, der eine wasserstoffspeichernde Legierung aufweist. Die Brennstoffzelle 100 wird mit Wasserstoffgas versorgt und erzeugt elektrische Energie. Der Behälter 200, der eine wasserstoffspeichernde Legierung aufweist, ist als ein Abschnitt ausgelegt, um die Brennstoffzelle 100 mit Wasserstoffgas zu versorgen.

Die Brennstoffzelle 100 wird mit einem oxidierenden Gas, das Sauerstoff enthält (z. B. Luft), ebenso wie mit Wasserstoffgas, das Wasserstoff enthält, versorgt, verur sacht gemäß der nachstehend gezeigten Reaktionsformeln elektrochemische Reaktionen in ihren Wasserstoff- und Sauerstoffpolen, und erzeugt elektrische Energie.

H₂ → 2H⁺ + 2e^- (1)

2H⁺ + 2e^- + (1/2)O₂ H₂O (2)

H₂ + (1/2)O₂ → H₂O (3)

D. h., wenn der Wasserstoffpol und der Sauerstoffpol jeweils mit Wasserstoffgas und Sauerstoffgas versorgt werden, treten die Reaktionen gemäß der Formel (1) und die Reaktionen gemäß der Formel (2) jeweils auf der Seite des Wasserstoffpols und auf der Seite des Sauerstoffpols auf. Insgesamt tritt in der Brennstoffzelle die Reaktion gemäß der Formel (3) auf.

Wenn die so aufgebaute Brennstoffzelle 100 als eine Energiequelle für ein Fahrzeug genutzt wird, wird ein (nicht gezeigter) Elektromotor durch von der Brennstoff zelle 100 erzeugte elektrische Energie angetrieben. Ein vom Elektromotor erzeugtes Drehmoment wird auf (nicht ge zeigte) Wellen übertragen und dient als eine Kraft zum Vortrieb des Fahrzeugs.

Zudem weist die Brennstoffzelle 100, wie in Fig. 2 gezeigt, einen gestapelten Aufbau auf. D. h., dass eine Mehrzahl von einzelnen Zellen gestapelt sind und so die Brennstoffzelle 100 bilden. Jede der Einzelzellen besteht aus einem elektrolytischen Film 101, einem Wasserstoffpol 103, einem Sauerstoffpol 105, und zwei Separatoren 107. Der Wasserstoffpol 103 und der Sauerstoffpol 105 sind Diffusionselektroden, zwischen denen auf ihren einander gegenüberliegenden Seiten der elektrolytische Film 101 eingefügt ist. Zudem sind der Wasserstoffpol 103 und der Sauerstoffpol 105 zwischen den Separatoren 107 eingefügt. Ein Einzelzellen-Gasdurchlass wird auf jeder Seite jedes der Separatoren 107 gebildet. Während der Wasserstoffpol 103 und der Sauerstoffpol 105 zwischen den Separatoren 107 liegen, nimmt der Einzelzellen-Gasdurchlass eine kon vex-konkave Form zwischen dem Wasserstoffpol 103 oder dem Sauerstoffpol 105 und einem zugehörigen der Separatoren 107 an. Wasserstoffgas, das wie vorstehend beschrieben zugeführt wird, fließt durch den Einzelzellen-Gasdurch lass, der zwischen dem Wasserstoffpol 103 und einem zuge hörigen der Separatoren 107 gebildet wird. Zudem fließt oxidierendes Gas durch den Einzelzellen-Gasdurchlass, der zwischen dem Sauerstoffpol 105 und einem zugehörigen der Separatoren 107 gebildet wird. Die Brennstoffzelle 100 ist außerdem mit Schließventilen 102, 104 versehen.

Andererseits weist, wie in Fig. 3 gezeigt, der Behäl ter 200, der eine wasserstoffspeichernde Legierung auf weist, eine wasserstoffeinschließende Legierung 201 auf. Im allgemeinen weist die wasserstoffspeichernde Legierung 201 die Eigenschaften des Verursachens einer endothermen Reaktion und einer Abgabe von Wasserstoff auf, wenn sie beheizt wird, und einer exothermen Reaktion und des Ein schließens von Wasserstoffs, wenn sie gekühlt wird. Wenn demgemäß Wasserstoff aus der wasserstoffspeichernden Le gierung 201 entnommen wird, wird die wasserstoffspei chernde Legierung 201 in dem Behälter 200, der eine was serstoffspeichernde Legierung aufweist, mittels eines (nicht gezeigten) Wärmetauschsystems geheizt.

Man bemerke hier, dass in dem Behälter 200, der eine wasserstoffspeichernde Legierung aufweist, hochreiner Wasserstoff gespeichert wird, weil die wasserstoffspei chernde Legierung 201 durch die Anwesenheit von Verunrei nigungen schlechter wird. Der Behälter 200, der eine was serstoffspeichernde Legierung aufweist, ist mit einem Schließventil 202 versehen.

Wie in Fig. 1 gezeigt, weist das Brennstoffzellensys tem dieser Ausführungsform einen Wasserstoffgasdurchlass, durch den Wasserstoffgas in das System fließt, einen Oxi dationsgasdurchlass, durch den Oxidationsgas in das Sys tem fließt und einen Steuerabschnitt 50 auf.

Der Wasserstoffgasdurchlass weist einen Hauptdurch lass 401, einen Umwälz- bzw. Zirkulationsdurchlass 403, einen Umgehungsdurchlass 405, einen Abgasdurchlass 407 und einen Druckbegrenzungsdurchlass 409 auf. Der Haupt durchlass 401 erstreckt sich von einem Abgabeanschluß des Behälters 200, der eine wasserstoffspeichernde Legierung aufweist, zu einem Versorgungsanschluß der Brennstoffzel le 100. Der Umwälzdurchlass 403 erstreckt sich von einem Entsorgungsanschluß der Brennstoffzelle 100 über eine später beschriebene Pumpe 410 bis zum Hauptdurchlass 401. Der Umgehungsdurchlass 405 zweigt vom Hauptdurchlass 401 ab und führt zum Umwälzdurchlass 403. Der Abgasdurchlass 407 ist dazu ausgelegt, im zirkulierenden Wasserstoffgas enthaltene Unreinheiten abzugeben. Der Druckbegrenzungs durchlass 409 ist dazu ausgelegt, im Fall des Auftretens eines abnormen Drucks Wasserstoffgas abzugeben.

Das Schließventil 202, das die Erfindung kennzeich net, ist im Hauptdurchlass 401 am Abgabeanschluß des Be hälters 200, der eine wasserstoffspeichernde Legierung aufweist, angeordnet. Der Hauptdurchlass 401 erstreckt sich über einen Drucksensor 400, ein Schließventil 402 und ein Druckminderventil 404. Das Schließventil 102, das die Erfindung kennzeichnet, ist am Versorgungsanschluß der Brennstoffzelle 100 angeordnet. Zudem ist das Schließventil 104, das die Erfindung kennzeichnet, im Um wälzdurchlass 403 am Entsorgungsanschluß der Brennstoff zelle 100 angeordnet. Der Umwälzdurchlass 403 erstreckt sich über einen Gas-Flüssigkeits-Separator bzw. -Abschei der 406, ein Schließventil 408 und eine Pumpe 410. Zudem ist ein Schließventil 412 im Umgehungsdurchlass 405 ange ordnet. Ein Schließventil 414 ist im Abgasdurchlass 407 angeordnet. Ein Druckbegrenzungsventil 416 ist im Druck begrenzungsdurchlass 409 angeordnet.

Man bemerke, dass die Schließventile 202, 102 und 104, welche die Erfindung kennzeichnen, später genau be schrieben werden.

Andererseits weist der Oxidationsgasdurchlass einen Oxidationsgasversorgungsdurchlass 501, um die Brennstoff zelle 100 mit Oxidationsgas zu versorgen, und einen Durchlass 503 für Sauerstoffabgas auf, um von der Brenn stoffzelle 100 abgegebenes Sauerstoffabgas abzugeben.

Ein Luftreiniger bzw. Luftfilter 502, ein Kompressor 504, und ein Feuchtigkeitsregler bzw. Befeuchter 506 sind im Oxidationsgasversorgungsdurchlass 501 angeordnet. Zu dem sind ein Gas-Flüssigkeits-Separator bzw. -Abscheider 508 und ein Brenner 510 im Entsorgungsdurchlass 503 für Sauerstoffabgas angeordnet.

Ein Erfassungsergebnis von einem Drucksensor 460 wird dem Steuerabschnitt 50 eingegeben. Der Steuerabschnitt 50 steuert jeweils die Schließventile 102, 104, 202, 402, 408, 412 und 414, die Pumpe 410 und den Kompressor 504. Man bemerke hier, dass Steuerleitungen und Ähnliches zu gunsten der Einfachheit der Zeichnung weggelassen sind.

A-2. Betrieb der ersten Ausführungsform

Zunächst wird kurz beschrieben, wie das Oxidationsgas fließt. Der Steuerabschnitt 50 treibt den Kompressor 504 an, wodurch in der Atmosphäre enthaltene Luft als Oxida tionsgas eingeführt wird. Das eingeführte Oxidationsgas wird vom Luftfilter 502 gereinigt, fließt durch den Oxi dationsgasversorgungsdurchlass 501 und wird über den Feuchtigkeitsregler 506 der Brennstoffzelle 100 bereitge stellt. Das so bereitgestellte Oxidationsgas wird für die vorstehend erwähnten elektrochemischen Reaktionen in der Brennstoffzelle 100 genutzt und dann als Sauerstoffabgas abgegeben. Das abgegebene Oxidationsgas fließt durch den Entsorgungsdurchlass 503 für Sauerstoffabgas und wird über den Gas-Flüssigkeits-Separator 508 und den Brenner 510 an die Atmosphäre außerhalb des Fahrzeugs abgegeben.

Im Folgenden wird beschrieben, wie das Wasserstoffgas fließt. Der Steuerabschnitt 50 hält im Wesentlichen das Schließventil 202 im Behälter 200, der eine wasser stoffspeichernde Legierung aufweist, und die Schließven tile 102, 104 in der Brennstoffzelle 100 offen, solange das Brennstoffzellensystem in Betrieb ist, und hält sie geschlossen, solange das Brennstoffzellensystem nicht in Betrieb ist.

Zudem sind während des normalen Betriebs das Schließ ventil 412 im Umgehungsdurchlass 405 und das Schließven til 414 im Abgasdurchlass 407 geschlossen, obwohl der Steuerabschnitt 50 das Schließventil 402 im Hauptdurch lass 401 und das Schließventil 408 im Umwälzdurchlass 403 offen hält. Man bemerke hier, dass das Druckbegrenzungs ventil 416 mit Ausnahme des Auftretens eines abnormalen Drucks oder Ähnlichem geschlossen ist. Der Drucksensor 400 erfaßt einen Druck des vom Behälter 200, der eine wasserstoffspeichernde Legierung aufweist, abgegebenen Wasserstoffgases.

Während des Normalbetriebs wird Wasserstoffgas wie vorstehend beschrieben abgegeben, wenn die wasser stoffspeichernde Legierung 201 im Behälter 200, der eine wasserstoffspeichernde Legierung aufweist, durch das Wär metauschsystem aufgeheizt wird. Das abgegebene Wasser stoffgas fließt durch den Hauptdurchlass 401, wird vom Druckminderventil 404 entspannt und dann der Brennstoff zelle 100 zugeführt. Das so bereitgestellte Wasserstoff gas wird für die vorstehend erwähnten elektrochemischen Reaktionen in der Brennstoffzelle 100 verwendet, und dann als Wasserstoffabgas abgegeben. Das abgegebene Wasser stoffgas fließt durch den Umwälzdurchlass 403 und wird vom Gas-Flüssigkeits-Separator 406 von seinem Flüssigwas serinhalt getrennt. Das Wasserstoffabgas, dessen Flüssig wasserinhalt abgetrennt ist, wird über die Pumpe 410 in den Hauptdurchlass 401 zurückgeführt und der Brennstoff zelle 100 wieder zugeführt. Die im Umwälzdurchlass 402 angeordnete Pumpe 410 wird in diesem Moment betrieben, wodurch durch den Umwälzdurchlass 403 liegendes Wasser stoffabgas in den Hauptdurchlass 401 ausströmt. Somit fließt während des Normalbetriebs Wasserstoffgas durch den Hauptdurchlass 401 und den Umwälzdurchlass 403.

Wasserstoffgas fließt während des Normalbetriebs wie bisher beschrieben. Im folgenden wird beschrieben, wie Wasserstoffgas zur Zeit eines Kaltstarts fließt.

Im Allgemeinen erhöht sich der Druck des von der was serstoffspeichernden Legierung 201 abgegebenen Wasser stoffs proportional zu einer Temperaturerhöhung und ver ringert sich proportional zu einem Temperaturabfall. Da her ist es weniger wahrscheinlich, dass Wasserstoff abge geben wird, wenn die Temperatur des Behälters 200, der eine wasserstoffspeichernde Legierung aufweist, fällt. Daher ist das Brennstoffzellensystem dazu ausgelegt, Was serstoffgas aus dem Behälter 200, der eine wasser stoffspeichernde Legierung aufweist, zur Zeit des Kalt starts mittels der Pumpe 410 zu extrahieren.

Wenn die Umgebungstemperatur beim Starten des Brenn stoffzellensystems niedrig ist, kann der vom Drucksensor 400 erfaßte Druck des Wasserstoffgases niedriger als ein Reiferenzdruck sein. In einem solchen Fall schließt der Steuerabschnitt 50 das Schließventil 402 im Hauptdurch lass 401, das Schließventil 508 im Umwälzdurchlass 403 und das Schließventil 414 im Entsorgungsdurchlass 407 und öffnet das Schließventil 412 im Umgehungsdurchlass 405. Auch in dem Fall, in dem der Behälter 200, der eine was serstoffspeichernde Legierung aufweist, auf einer niedri gen Temperatur ist, während Wasserstoffgas bei einer niedrigen Temperatur entnommen wird, wird eine ausrei chende Menge von eingeschlossenem Wasserstoffgas vom Be hälter 200, der eine wasserstoffspeichernde Legierung aufweist, abgegeben, weil der Steuerabschnitt 50 die Pumpe 410 mit einer hohen Drehzahl antreibt. Das so ex trahierte Wasserstoffgas tritt vom Hauptdurchlass 401 in den Umgehungsdurchlass 405 ein, fließt durch den Umwälz durchlass 403, kommt in den Hauptdurchlass 401 zurück, und wird der Brennstoffzelle 100 bereitgestellt. Das so bereitgestellte Wasserstoffgas wird für die elektroche mischen Reaktionen in der Brennstoffzelle 100 genutzt, verwandelt sich in Wasserstoffabgas und wird in den Um wälzdurchlass 403 abgegeben. Man bemerke hier, dass die Konzentration von Unreinheiten im Wasserstoffabgas mit der Zeit steigt. Dementsprechend öffnet der Steuerab schnitt 50 gelegentlich das Schließventil 414, um Wasser stoffabgas aus dem Abgasdurchlass 407 abzugeben, um die Unreinheiten zu beseitigen.

Das Wasserstoffgas fließt im Wesentlichen wie bisher in dieser Ausführungsform beschrieben. Die Schließventile 202, 102 und 104, die die Erfindung kennzeichnen, werden nun genau beschrieben.

Wenn ein mit einem Brennstoffzellensystem ausgestat tetes Fahrzeug einen Zusammenstoß hat oder wenn ein Steu ersystem für die Brennstoffzelle einen Fehler aufweist, kann ein Austreten von Wasserstoffgas und Ähnliches ver ursacht werden. In dieser Ausführungsform schließt der Steuerabschnitt 50 automatisch das Schließventil 202 im Behälter 200, der eine wasserstoffspeichernde Legierung aufweist, und die Schließventile 102, 104 in der Brenn stoffzelle 100, sobald eine von einem Unfall wie einem Zusammenstoß oder Ähnlichem herrührende Schwingung oder eine Fehlfunktion oder Ähnliches des Steuersystems erfaßt wird. Durch den Stopp der Abgabe des Wasserstoffgases vom Behälter 200, der eine wasserstoffspeichernde Legierung aufweist, an die Brennstoffzelle 100 und von ihr weg wird das Austreten von Wasserstoffgas verhindert.

In dieser Ausführungsform ist, wie in Fig. 3 gezeigt, das Schließventil 202 in den Grundkörper des Behälters 200, der eine wasserstoffspeichernde Legierung aufweist, integriert. Es wird hier angenommen, dass das Schließven til 203 entfernt von dem Grundkörper des Behälters 200, der eine wasserstoffspeichernde Legierung aufweist, ange ordnet ist. In diesem Fall kann es trotz des Schließens des Schließventils 202 unmöglich werden, das Austreten des Wasserstoffgases aus dem Fluiddurchlass vollständig zu stoppen, wenn der Fluiddurchlass zur Verbindung zwi schen dem Schließventil 202 und dem Grundkörper des Be hälters 200, der eine wasserstoffspeichernde Legierung aufweist, ein Problem (z. B. Risse oder Ähnliches) auf weist. Wenn dagegen das Schließventil 202 in den Grund körper des Behälters 200, der eine wasserstoffspeichernde Legierung aufweist, wie oben beschrieben integriert ist, gibt es keinen Fluiddurchlass zur Verbindung zwischen dem Schließventil 202 und dem Grundkörper des Behälters 200, der eine wasserstoffspeichernde Legierung aufweist. Daher kann das Austreten von Wasserstoffgas vollständig ge stoppt werden, wenn das vorstehend beschriebene Problem auftritt.

Zudem sind gemäß dieser Ausführungsform die Schließ ventile 102, 104 ebenfalls, wie in Fig. 2 gezeigt, in den Grundkörper der Brennstoffzelle 100 integriert. Entspre chend gibt es wie im Fall des Behälters 200, der eine wasserstoffspeichernde Legierung aufweist, keinen Fluid durchlass zur Verbindung zwischen den Schließventilen 102, 104 und dem Grundkörper der Brennstoffzelle 100. Da her kann das Austreten von Wasserstoffgas vollständig ge stoppt werden, wenn ein Problem auftritt.

Zudem können die Schließventile 102, 104 nahe am Grundkörper der Brennstoffzelle 100 installiert sein. Es wird im Folgenden angenommen, dass das Schließventil 102 auf der Seite des Versorgungsanschlusses entfernt vom Grundkörper der Brennstoffzelle 100 angeordnet ist. In diesem Fall verbleibt Wasserstoffgas im Fluiddurchlass zur Verbindung zwischen dem Schließventil 102 und dem Grundkörper der Brennstoffzelle 100, auch wenn das Schließventil 102 aufgrund des Stopps des Betriebs des Brennstoffzellensystems geschlossen wird. Aus diesem Grund kann die Brennstoffzelle fortfahren, eine hohe Spannung für eine Zeit abzugeben, bis das darin enthal tene Wasserstoffgas verbraucht ist. Daher gibt es Be fürchtungen, dass es unmöglich sein könnte, die Spannung der Brennstoffzelle sofort zu verringern, auch wenn die Versorgung mit Wasserstoffgas gestoppt wurde, und dass es unmöglich sein könnte, die Spannung sanft zu steuern.

Dagegen gibt es, wenn das Schließventil 102 wie vor stehend beschrieben in den Grundkörper der Brennstoffzel le 100 integriert ist, keinen Fluiddurchlass zur Verbin dung dazwischen. Wenn das Schließventil wie vorstehend beschrieben nahe dem Grundkörper der Brennstoffzelle 100 angeordnet ist, gibt es einen solchen Fluiddurchlass, aber seine Länge ist vernachlässigbar. Demgemäß ist, wenn das Schließventil 102 durch den Stopp des Betriebs des Brennstoffzellensystems geschlossen ist, die Menge des im Fluiddurchlass verbleibenden Wasserstoffgases extrem klein. Aus diesem Grund wird das verbleibende Wasser stoffgas früher verbraucht, und die Abgabespannung der Brennstoffzelle 100 fällt sofort. Daher ist es möglich, eine sanfte Steuerung der Spannung durchzuführen.

B. Zweite Ausführungsform B-1. Aufbau der zweiten Ausführungsform

Fig. 4 ist ein Blockschaubild eines Onboard-Brenn stoffzellensystems gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung. Obwohl das Brennstoffzellensystem der ersten Ausführungsform den Behälter 200, der eine wasser stoffspeichernde Legierung aufweist, als eine Wasser stoffgasversorgungsquelle nutzt, nutzt das Brennstoffzel lensystem dieser Ausführungsform einen Hochdruckwasser stoffgasbehälter 300 anstelle des Behälters 200, der eine wasserstoffspeichernde Legierung aufweist, als einen Was serstoffgasbereitstellungsabschnitt.

Der Hochdruckwasserstoffgasbehälter 300 ist mit Hoch druckwasserstoffgas angefüllt. Ein Schließventil 302 ist am Flansch eines Wasserstoffgasversorgungsanschlusses des Hochdruckwasserstoffgasbehälters 300 vorgesehen. Wenn das Schließventil 302 geöffnet wird, wird Wasserstoffgas mit einem Druck von ungefähr 20 bis 35 MPa abgegeben.

Ansonsten ist die Brennstoffzelle 100 vom Aufbau her identisch mit der der ersten Ausführungsform. D. h., die Schließventile 102, 104 sind im Grundkörper der Brenn stoffzelle 100 integriert oder in dessen Nähe angeordnet.

Zudem weist das Brennstoffzellensystem dieser Ausfüh rungsform, wie in Fig. 4 gezeigt, einen Wasserstoffgas durchlass, einen Oxidationsgasdurchlass und den Steuerab schnitt 50 auf. Da der Oxidationsgasdurchlass vom Aufbau her identisch mit dem der ersten Ausführungsform ist, wird er nachstehend nicht nochmals beschrieben.

Der Wasserstoffgasdurchlass weist den Hauptdurchlass 401, den Umwälzdurchlass 403, den Abgasdurchlass 407 und den Druckbegrenzungsdurchlass 409 auf. Der Hauptdurchlass 401 erstreckt sich von einem Abgabeanschluß des Hoch druckwasserstoffgasbehälters 300 zum Versorgungsanschluß der Brennstoffzelle 100. Der Umwälzdurchlass 403 er streckt sich von dem Abgasanschluß der Brennstoffzelle 100 über die Pumpe 410 zurück zum Hauptdurchlass 401. Der Abgasdurchlass 407 ist dazu ausgelegt, Verunreiningungen, die im umgewälzten Wasserstoffgas enthalten sind, abzuge ben. Der Hochdruckwasserstoffgasbehälter 300, der in die ser Ausführungsform als ein Behälter zur Bereitstellung von Wasserstoffgas genutzt wird, kann unabhängig von der Temperatur Hochdruckwasserstoffgas abgeben. Entsprechend muß das Brennstoffzellensystem dieser Ausführungsform im Gegensatz zu dem Fall des Behälters 200, der eine wasser stoffspeichernde Legierung aufweist, kein Wasserstoffgas zur Zeit des Kaltstarts herausziehen, und ist daher nicht mit dem Umgehungsdurchlass 405 versehen.

Der Wasserstoff 302 wird am Abgabeanschluß des Hoch druckwasserstoffgasbehälters 300 abgegeben. Zudem er streckt sich der Hauptdurchlass 401 über ein Druckminder ventil 418, einen Wärmetauscher 420, ein Druckminderven til 422 und einen Gas-Flüssigkeitsabscheider 424. Das Schließventil 102 ist am Versorgungsanschluß der Brenn stoffzelle 100 angeordnet. Zudem ist das Schließventil 104 im Umwälzdurchlass 403 am Abgasanschluß der Brenn stoffzelle 100 angeordnet. Der Umwälzdurchlass 403 er streckt sich über den Gas-Flüssigkeitsabscheider 406, die Pumpe 410 und das Rückschlagventil 426. Die zweite Aus führungsform ist darin zur ersten Ausführungsform iden tisch, dass das Schließventil 414 im Abgasdurchlass 407 angeordnet ist, und dass das Druckbegrenzungsventil 416 im Druckbegrenzungsdurchlass 409 angeordnet ist.

Ein vom Drucksensor 400 erhaltenes Erfassungsergebnis wird an den Steuerabschnitt 50 eingegeben. Zudem steuert der Steuerabschnitt 50 die Schließventile 102, 104, 302 und 414, die Pumpe 410 und den Kompressor 504. Man be merke hier, dass Steuerleitungen und Ähnliches aus Grün den der Vereinfachung der Zeichnung weggelassen sind.

B-2. Betrieb der zweiten Ausführungsform

Es wird nun kurz beschrieben, wie Wasserstoffgas fließt. Man bemerke hier, dass es im Folgenden nicht nochmals beschrieben wird, wie Oxidiationsgas fließt, weil das Oxidiationsgas in gleicher Weise wie in der ers ten Ausführungsform fließt.

Der Steuerabschnitt 50 hält im Wesentlichen das Schließventil 302 im Hochdruckwasserstoffgasbehälter 300 und die Schließventile 102, 104 in der Brennstoffzelle 100 offen, so lange das Brennstoffzellensystem in Betrieb ist, und hält sie geschlossen, so lange das Brennstoff zellensystem nicht in Betrieb ist.

Zudem hält der Steuerabschnitt 50 während des Normal betriebs das Schließventil 414 im Abgasdurchlass 407 ge schlossen. Man bemerke hier, dass das Druckbegrenzungs ventil 416 mit Ausnahme des Falles, in dem ein abnormaler Druck oder Ähnliches auftritt, wie im Fall der ersten Ausführungsform geschlossen ist.

Während des Normalbetriebs wird, wie vorstehend be schrieben, Wasserstoffgas vom Hochdruckwasserstoffgasbe hälter 300 abgegeben, wenn der Steuerabschnitt 50 das Schließventil 302 öffnet. Das entnommene Wasserstoffgas fließt durch den Hauptdurchlass 401, wird vom Druckmin derventil 418 entspannt und dann vom Wärmetauscher 420 erwärmt. Das erwärmte Wasserstoffgas wird weiter vom Druckminderventil 422 entspannt, durch den Gas-Flüssig keits-Separator bzw. Gas-Flüssigkeitsabscheider 424 vom darin enthaltenen Wasserinhalt befreit und der Brenn stoffzelle 100 bereitgestellt. Das so bereitgestellte Wasserstoffgas wird für die vorstehend erwähnten elektro chemischen Reaktionen in der Brennstoffzelle 100 verwen det, und dann als Wasserstoffabgas abgegeben. Das abgege bene Wasserstoffabgas fließt durch den Umwälzdurchlass 403 und wird von dem darin enthaltenen Gas-Flüssigkeits abscheider 406 vom darin enthaltenen flüssigen Wasser be freit. Das von seinem Flüssigwasserinhalt befreite Was serstoffabgas wird über die Pumpe 410 an den Hauptdurch lass 401 zurückgegeben und wieder der Brennstoffzelle 100 zugeführt. In diesem Moment wird, wie im Fall der ersten Ausführungsform, die Pumpe 410, die im Umwälzdurchlass 403 angeordnet ist, angetrieben, wodurch das durch den Umwälzdurchlass 403 fließende Wasserstoffabgas in den Hauptdurchlass 401 strömt. So zirkuliert Wasserstoffgas während des Normalbetriebs durch den Hauptdurchlass 401 und den Umwälzdurchlass 403. Man bemerke, dass das Rück schlagventil 426 im Umwälzdurchlass 403 zwischen einem Verbindungspunkt mit dem Hauptdurchlass 401 und der Pumpe 410 vorgesehen ist, um so zu verhindern, dass umgewälztes Wasserstoffabgas zurückfließt.

Wasserstoffgas fließt wie bisher in dieser Ausfüh rungsform beschrieben. Die Schließventile 202, 102 und 104, die die Erfindung kennzeichnen, werden nun beschrie ben. Wie im Fall der ersten Ausführungsform ist diese Ausführungsform ebenfalls so aufgebaut, dass der Steuer abschnitt 50 automatisch das Schließventil 302 im Hoch druckwasserstoffgasbehälter 300 und die Schließventile 102, 104 in der Brennstoffzelle 100 schließt, sobald ein Zusammenstoß eines mit dem Brennstoffzellensystems ausge statteten Fahrzeugs oder eine Fehlfunktion oder Ähnliches des Steuersystems für das Brennstoffzellensystem erfaßt wird. Indem die Abgabe des Wasserstoffgases vom Hoch druckwasserstoffgasbehälter 300 an die Brennstoffzelle 100 und von ihr weg gestoppt wird, wird ein Austreten von Wasserstoffgas verhindert.

Ansonsten ist die Brennstoffzelle 100 dieser Ausfüh rungsform wie vorstehend beschrieben im Aufbau mit jener der ersten Ausführungsform identisch. D. h., die Schließ ventile 102, 104 sind in den Grundkörper der Brennstoff zelle 100 integriert oder in dessen Nähe installiert. Demgemäß gibt es auch in dieser Ausführungsform keinen Durchlass zur Verbindung zwischen den Schließventilen 102, 104 und dem Grundkörper der Brennstoffzelle 100, wenn die Schließventile 102, 104 in den Grundkörper der Brennstoffzelle 100 integriert sind. Daher kann, wenn ein Problem auftritt, ein Austreten von Wasserstoffgas voll ständig gestoppt werden. Zudem ist, falls die Schließven tile 102, 104 nahe beim Grundkörper der Brennstoffzelle 100 installiert sind, die Menge des im Durchlass zur Ver bindung zwischen der Brennstoffzelle 100 und dem Hoch druckwasserstoffgas 300 verbleibenden Wasserstoffgas ex trem gering, wenn das Schließventil 102 aufgrund des Be triebsstopps geschlossen wird. Daher fällt die Abgabe spannung der Brennstoffzelle 100 sofort, und es ist mög lich, die Steuerung der Spannung sanft durchzuführen.

C. Abänderung

Man bemerke, dass die Erfindung nicht auf die vorste hend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt ist, und in verschiedenen Formen ohne Abweichung vom erfinderi schen Gedanken ausgeführt werden kann. In den vorstehend erwähnten ersten und zweiten Ausführungsformen wird die Brennstoffzelle, in die die Schließventile 102, 104 inte griert sind, mit dem Brennstoffzellensystem angewendet, das den Behälter 200, der eine wasserstoffspeichernde Le gierung aufweist, oder den Hochdruckwasserstoffgasbehäl ter 300 verwendet. Die Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt und kann ebenso mit einem Brennstoffzellensys tem angewendet werden, in dem ein Reformer oder Ähnliches zur Erzeugung von Wasserstoffgas durch Reformierung von Ausgangsbrennstoff als eine Quelle zur Versorgung mit Wasserstoffgas genutzt wird.

Claims

1. Brennstoffzellensystem, dadurch gekennzeichnet, dass es Folgendes aufweist:
einen Wasserstoffgasbereitstellungsabschnitt (200, 300), um Wasserstoffgas bereitzustellen;
eine Brennstoffzelle (100), die elektrische Energie erzeugt, indem sie mit dem von Wasserstoffgasbereitstel lungsabschnitt (200, 300) gelieferten Wasserstoffgas ver sorgt wird, und die das restliche Wasserstoffgas abgibt;
einen ersten Fluiddurchlass (401), durch den ein Ab gabeanschluss des Wasserstoffbereitstellungsabschnitts (200, 300) und ein Versorgungsanschluss der Brennstoffzelle (100) miteinander in Verbindung stehen und durch den das von dem Wasserstoffgasbereitstellungsabschnitt (200, 300) bereitgestellte Wasserstoffgas fließt, um der Brenn stoffzelle (100) bereitgestellt zu werden;
einen zweiten Fluiddurchlass (403), der zu einem Entsorgungsanschluss der Brennstoffzelle (100) führt und durch den das von der Brennstoffzelle (100) abgegebene Wasserstoffgas fließt; und
ein Ventil (102, 104), das einen Durchfluss des Was serstoffgases zulassen oder stoppen kann, indem es geöff net oder geschlossen wird, und das in mindestens einen der Versorgungs- und Entsorgungsanschlüsse der Brenn stoffzelle (100) integriert ist.

2. Brennstoffzellensystem nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass das Ventil (102, 104) in die Brenn stoffzelle (100) eingebaut ist.

3. Brennstoffzellensystem nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass das Ventil (102, 104) direkt an der Außenseite der Brennstoffzelle (100) angebracht ist.

4. Brennstoffzellensystem nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass das Ventil (102, 104) ohne einen dazwischenliegenden Fluiddurchlassabschnitt, durch den das Wasserstoffgas fließt, mit der Brennstoffzelle (100) verbunden ist.

5. Brennstoffzellensystem nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass das Ventil (202, 302) in den Wasser stoffgasbereitstellungsabschnitt (200, 300) eingebaut ist.

6. Brennstoffzellensystem nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass das Ventil (202, 302) direkt auf dem Wasserstoffbereitstellungsabschnitt (200, 300) an dessen Außenseite angebracht ist.

7. Brennstoffzellensystem nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass das Ventil (202, 302) ohne einen da zwischenliegenden Fluiddurchlassabschnitt, durch den das Wasserstoffgas fließt, mit dem Wasserstoffgasbereitstel lungsabschnitt (200, 300) verbunden ist.

8. Brennstoffzellensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Wasserstoffgasbe reitstellungsabschnitt ein wasserstoffspeichernder Me talltank (200) ist, der eine wasserstoffgasspeichernde Legierung aufweist, die dazu fähig ist, Wasserstoffgas aufzunehmen und abzugeben.

9. Brennstoffzellensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Wasserstoffgasbe reitstellungsabschnitt ein Hochdruckwasserstoffgastank (300) ist, in dem Wasserstoffgas gespeichert ist.

10. Brennstoffzellensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Fluid durchlass (403) mit dem ersten Fluiddurchlass (401) verbunden ist.

11. Brennstoffzellensystem, dadurch gekennzeichnet, dass es Folgendes aufweist:
einen Wasserstoffgasbereitstellungsabschnitt (200, 300), um Wasserstoffgas bereitzustellen;
eine Brennstoffzelle (100), die elektrische Leistung erzeugt, indem sie mit dem von Wasserstoffgasbereitstel lungsabschnitt (200, 300) gelieferten Wasserstoffgas ver sorgt wird, und die das restliche Wasserstoffgas abgibt;
einen Fluiddurchlass (401), durch den ein Abgabeanschluss des Wasserstoffgasversorgungsabschnitts (200, 300) und ein Versorgungsanschluss der Brennstoffzelle (100) miteinander in Verbindung stehen und durch den das von dem Wasserstoffgasbereitstellungsabschnitt (200, 300) be reitgestellte Wasserstoffgas fließt, um der Brennstoff zelle (100) bereitgestellt zu werden; und
ein Ventil (102, 104), das einen Durchfluss des Was serstoffgases zulassen oder stoppen kann, indem es geöff net oder geschlossen wird, und das in mindestens einen der Versorgungs- und Entsorgungsanschlüsse der Brenn stoffzelle (100) integriert ist.

12. Brennstoffzellensystem nach Anspruch 11, dadurch ge kennzeichnet, dass das Ventil (102, 104) in die Brenn stoffzelle (100) eingebaut ist.

13. Brennstoffzellensystem nach Anspruch 11, dadurch ge kennzeichnet, dass das Ventil (102, 104) direkt an der Außenseite der Brennstoffzelle (100) angebracht ist.

14. Brennstoffzellensystem nach Anspruch 11, dadurch ge kennzeichnet, dass das Ventil (102, 104) ohne einen dazwischenliegenden Fluiddurchlassabschnitt, durch den das Wasserstoffgas fließt, mit der Brennstoffzelle (100) verbunden ist.

15. Brennstoffzellensystem nach Anspruch 11, dadurch ge kennzeichnet, dass das Ventil (202, 302) in den Wasser stoffgasversorgungsabschnitt (200, 300) eingebaut ist.

16. Brennstoffzellensystem nach Anspruch 11, dadurch ge kennzeichnet, dass das Ventil (202, 302) direkt an dem Wasserstoffgasversorgungsabschnitt (200, 300) auf dessen Außenseite angebracht ist.

17. Brennstoffzellensystem nach Anspruch 11, dadurch ge kennzeichnet, dass das Ventil (202, 302) ohne einen dazwischenliegenden Fluiddurchlassabschnitt, durch den das Wasserstoffgas fließt, mit dem Wasser stoffgasbereitstellungsabschnitt (200, 300) verbunden ist.

18. Brennstoffzellensystem nach einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Wasserstoffgas bereitstellungsabschnitt ein wasserstoffspeichernder Me talltank (200) ist, der eine wasserstoffgasspeichernde Legierung aufweist, die dazu fähig ist, Wasserstoffgas zu speichern und abzugeben.

19. Brennstoffzellensystem nach einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Wasserstoffgas bereitstellungsabschnitt ein Hochdruckwasserstoffgastank (300) ist, in dem Wasserstoffgas gespeichert ist.

20. Brennstoffzelle (100), die elektrische Energie er zeugt, indem sie über einen Versorgungsanschluss mit Was serstoffgas versorgt wird und die das verbleibende Was serstoffgas über einen Entsorgungsanschluss abgibt, da durch gekennzeichnet, dass sie Folgendes aufweist:
ein Ventil (102, 104), das in mindestens einem aus dem Versorgungsanschluss und dem Entsorgungsanschluss vorgesehen ist, das einen Durchfluss des Wasserstoffgases zulassen oder stoppen kann, indem es geöffnet oder ge schlossen wird, und das in mindestens einen der Versor gungs- und Entsorgungsanschlüsse der Brennstoffzelle (100) integriert ist.

21. Brennstoffzelle (100) nach Anspruch 20, dadurch ge kennzeichnet, dass das Ventil (102, 104) in die Brenn stoffzelle (100) eingebaut ist.

22. Brennstoffzelle (100) nach Anspruch 20, dadurch ge kennzeichnet, dass das Ventil (102, 104) direkt an der Außenseite der Brennstoffzelle (100) angebracht ist.

23. Brennstoffzelle (100) nach Anspruch 20, dadurch ge kennzeichnet, dass das Ventil (102, 104) mit der Brennstoffzelle (100) ohne einen dazwischenliegenden Fluiddurchlassabschnitt, durch den das Wasserstoffgas fließt, verbunden ist.

24. Wasserstoffbereitstellungsabschnitt (200, 300) da durch gekennzeichnet, dass er Folgendes aufweist:
Ein Ventil (202, 302), das in einem Abgabeanschluss zum Abgeben des Wasserstoffgases vorgesehen ist, das den Durchfluss des Wasserstoffgases zulassen oder stoppen kann, indem es geöffnet oder geschlossen wird, und das in einem Grundkörper des Wasserstoffgasbereitstellungsab schnitts (200, 300) integriert ist.

25. Wasserstoffbereitstellungsabschnitt (200, 300) nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (202) in den Wasserstoffgasbereitstellungsabschnitt (200, 300) eingebaut ist.

26. Wasserstoffgasbereitstellungsabschnitt (200, 300) nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (202) direkt an der Außenseite des Wasserstoffgasbereit stellungsabschnitts (200, 300) angebracht ist.

27. Wasserstoffgasbereitstellungsabschnitt (200, 300) nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (202) mit dem Wasserstoffgasbereitstellungsabschnitt (200, 300) ohne einen dazwischenliegenden Fluiddurchlassabschnitt, durch den das Wasserstoffgas fließt, verbunden ist.

28. Wasserstoffgasbereitstellungsabschnitt (200, 300) nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass der Was serstoffgasbereitstellungsabschnitt ein wasserstoffspei chernder Metalltank (200) ist, der eine wasserstoffspei chernde Legierung aufweist, die fähig ist, Wasserstoff zu speichern und abzugeben.

29. Wasserstoffgasbereitstellungsabschnitt (200, 300) nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass der Was serstoffbereitstellungstank ein Hochdruckwasserstoffgas abschnitt (300) ist, in dem Wasserstoffgas gespeichert ist.