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Die Erfindung betrifft ein Brennstoffzellensystem mit mindestens einer Brennstoffzelle und Mitteln zum Zuführen von Umgebungsluft.
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Brennstoffzellen der eingangs genannten Art werden im Allgemeinen zur Energieerzeugung, unter anderem im Transportsektor, verwendet. Beim Einsatz von Brennstoffzellen muss insbesondere im Transportsektor die Betriebsstabilität und Ausfallsicherheit des Energiesystems auch bei zum Teil stark variierenden Anforderungen und Umgebungsbedingungen gewährleistet werden. Zum Starten und Betreiben eines Brennstoffzellensystems muss dessen Peripherie, also unter anderem Luft-Verdichter und Kühlmittelpumpe, mit elektrischer Energie versorgt werden. Beim Starten des Systems muss diese Energie extern durch Batterien oder andere Energiespeicher zugeführt werden. Sobald sich das System im Betrieb befindet, kann die in der Brennstoffzelle umgewandelte elektrische Energie zur Versorgung der Peripherie verwendet werden. Das Energiesystem muss ebenfalls Leistungsspitzen, welche beispielsweise bei der Beschleunigung eines Autos auftreten, abpuffern können. Dafür wird bei bekannten Brennstoffzellen Hilfsenergie aus einer Batterie bereitgestellt, um das Brennstoffzellensystem zu entlasten.
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Nachteilig an bekannten Brennstoffzellensystemen ist, dass der Luft-Verdichter eine der größten parasitären Lasten des Brennstoffzellensystems darstellt und somit die maximale Leistung des Systems begrenzt. Wird das System beispielsweise im Winter gestartet, muss die erforderliche Verdichterleistung dennoch von einer Batterie bereitgestellt werden, deren Leistung bei geringeren Temperaturen sinkt. Die Startfähigkeit wird daher im Stand der Technik mit Nachteil gefährdet. Bei hohen Umgebungstemperaturen wiederum kann die maximale Leistungsfähigkeit des Energiesystems durch die abführbare Wärmemenge des Kühlsystems mit Nachteil limitiert werden. Zudem wird die Zuluft bei der Verwendung eines Verdichters zusätzlich erwärmt. Somit kann es zum Austrocknen der Brennstoffzellenmembranen kommen und somit zu erhöhten Spannungsverlusten und zur Degradation der Brennstoffzelle. Der Betriebsbereich des Systems kann dadurch stark eingeschränkt werden.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, die Probleme des Standes der Technik zu lösen und ein gattungsgemäßes Brennstoffzellensystem vorzuschlagen, das eine erhöhte Gesamtleistung aufweist und das auch bei nicht-optimalen Temperaturverhältnissen hohe Leistungen abgeben kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Brennstoffzellensystem mit mindestens einer Brennstoffzelle und Einleitungsmitteln zum Einleiten von Umgebungsluft in das Brennstoffzellensystem dadurch gelöst, dass Erhöhungsmittel zum Erhöhen des Sauerstoffgehalts zumindest eines Teilstroms der eingeleiteten Umgebungsluft vorgesehen sind.
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Die elektrische Leistung sowie der Wirkungsgrad eines luftatmenden Brennstoffzellensystems werden gemäß der Erfindung durch die Anreicherung des Kathodengases bzw. Eduktstroms mit Sauerstoff gesteigert. Durch die Steigerung des Sauerstoffanteils im Eduktstrom kann gemäß der Erfindung die Betriebstemperatur des Brennstoffzellensystems gesteigert werden, ohne ein Austrocknen der Membranen zu riskieren. Das hängt damit zusammen, dass der Gesamtmassenstrom des Eduktstroms reduziert werden kann, ohne den Sauerstoffmassenstrom zu verringern. Das Produktwasser der Brennstoffzelle muss somit durch einen geringeren Massenstrom abgeführt werden. Die Reaktionsgase sind entsprechend feuchter. Die Brennstoffzelle kann im Rahmen der Erfindung eine gewöhnliche Brennstoffzelle mit einer Anode und einer Kathode, in der Sauerstoff umgesetzt wird, sein. Ein Zuluftanschluss und Abluftanschluss an der Kathode können erfindungsgemäß ein Belüften der Brennstoffzelle ermöglichen, sodass in der Brennstoffzelle der Sauerstoff der Umgebungsluft umgesetzt werden kann, wobei die Umgebungsluft durch die Einleitungsmittel in das Brennstoffzellensystem gespeist wird. Die Erhöhungsmittel erhöhen den Sauerstoffgehalt zumindest eines Teilstroms der Umgebungsluft. Dies kann durch Zuführen von reinem Sauerstoff oder sauerstoffangereichertem Gas, durch das Anreichern von Sauerstoff in der zugeführten Umgebungsluft oder durch sonstige Möglichkeiten erfolgen. Durch die Zufuhr von sauerstoffangereichertem Gas in die Brennstoffzelle wird die Leistung der Brennstoffzelle erhöht, da in der Brennstoffzelle ohnehin nur Sauerstoff umgesetzt wird und bei sauerstoffangereichertem Eduktstrom ein entsprechend geringerer Volumenstrom notwendig ist. Der Eduktstrom, also das Gas, das in die Brennstoffzelle geführt wird, ist das Gas aus den Einleitungsmitteln, ein Teil dieses Gases, das Gas aus den Erhöhungsmitteln oder eine Kombination dieser Gase. So ist die Kaltstartfähigkeit eines Brennstoffzellensystems durch das Zuführen von sauerstoffangereichertem Gas wesentlich verbessert gegenüber einem luftbetriebenen System. Dazu können temporäre Lastspitzen durch das Zuführen von sauerstoffangereichertem Gas in die Brennstoffzelle abgepuffert werden, da bei Bedarf durch den erhöhten Sauerstoffgehalt eine höhere Zellspannung an den Reaktionszonen erreicht werden kann. Weiter wird das Lastaufschaltvermögen der Brennstoffzellen bei der Verwendung von sauerstoffangereichertem Gas oder gar reinem Sauerstoff gegenüber dem einfachen Luftbetrieb erheblich gesteigert, da so mehr Oxidationsmittel für die Reaktion in der Brennstoffzelle zur Verfügung stehen. Insgesamt bewirkt die Sauerstoffanreicherung eine Steigerung der System effizienz und ermöglicht den sicheren Betrieb bei höheren Betriebstemperaturen der Brennstoffzelle. Zudem kann das in die Brennstoffzelle eingeführte Gas durch die Expansion von Sauerstoff weiter gekühlt werden. Dadurch kann ein Kühlsystem für die Brennstoffzelle entlastet werden und der sichere Betrieb der Brennstoffzelle bei hohen Umgebungstemperaturen ermöglicht werden. Zudem kann eine größere elektrische Gesamtsystemleistung erreicht werden, ohne die Anforderungen an das bestehende Kühlsystem zu ändern. Das Brennstoffzellensystem kann alternativ mehrere parallel oder in Reihe geschaltete Brennstoffzellen umfassen. Der Einfachheit halber wird nachfolgend lediglich die einfachste Ausführungsform mit nur einer Brennstoffzelle beschrieben, allerdings gelten alle weiter genannten Ausführungsformen ebenfalls für Brennstoffzellensysteme mit mehreren Brennstoffzellen.
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In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Erhöhungsmittel Sauerstoffanreicherungsmittel zur Anreicherung von Sauerstoff aus der Umgebungsluft enthalten. Sauerstoffanreicherungsmittel sind dabei all jene Mittel, die die Umgebungsluft so modifizieren, dass der Sauerstoffgehalt der Umgebungsluft erhöht wird. Die Umgebungsluft wird also entsprechend zumindest teilweise von Gasen befreit, die nicht Sauerstoff sind, sodass zwar insgesamt der Volumenstrom abnimmt, der Sauerstoffgehalt insgesamt aber erhöht wird. Dies hat den Vorteil, dass der Sauerstoff nicht aus sonstigen externen Quellen bezogen werden muss, sondern lediglich weitere Abgase entstehen, die aus dem System abgeschieden werden können. So benötigt das System mit Sauerstoffanreicherungsmitteln lediglich die Umgebungsluft, die ohnehin zum Betreiben der Brennstoffzelle benötigt wird.
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In Weiterbildung der Erfindung wird ebenfalls vorgeschlagen, dass die Erhöhungsmittel Sauerstoffspeichermittel umfassen. Insbesondere wenn das Brennstoffzellensystem bei niedriger Last betrieben wird oder eine externe Energiequelle zur Verfügung steht, also beispielsweise die Rückgewinnung von Bremsenergie, kann beispielsweise mit Hilfe von Sauerstoffanreicherungsmitteln sauerstoffangereichertes Gas erzeugt werden, welches dann in den Sauerstoffspeichermitteln gespeichert wird. Zur Speicherung des sauerstoffangereichten Gases in den Sauerstoffspeichermitteln können designierte Kompressormittel vorgesehen sein, die das Gas in den Sauerstoffspeicher pressen. Alternativ dazu können die Sauerstoffspeichermittel extern durch sonstige Mittel mit Sauerstoff befüllt werden. Auch sind solche Sauerstoffspeichermittel von Vorteil, da bei einem Ausfall oder Defekt des Verdichters das Brennstoffzellensystem weiterhin über die Sauerstoffspeichermittel versorgt werden kann. So können die Sauerstoffspeichermittel ebenfalls den Ausfall der Sauerstoffanreicherungsmittel über eine begrenzte Dauer kompensieren.
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Dazu wird in Weiterbildung der Erfindung vorgeschlagen, dass die Sauerstoffanreicherungsmittel einen Sauerstoffseparator und/oder Kompressormittel umfassen. Der Sauerstoffseparator ist dabei eine besonders naheliegende Alternative eines Sauerstoffanreicherungsmittel. So sind Sauerstoffseparatoren in der Regel so ausgebildet, dass diese ein einfließendes Gas im Beispiel von Umgebungsluft in ein sauerstoffangereichertes Gas und ein stickstoffangereichertes Gas trennen. Dabei kann das stickstoffangereicherte Gas erfindungsgemäß aus dem System ausgeschieden werden, während das sauerstoffangereicherte Gas als Eduktstrom weiterverwendet wird. Die Kompressormittel verdichten dabei die Umgebungsluft, welche in verdichteter Form in den Sauerstoffseparator oder in andere Sauerstoffanreicherungsmittel geführt wird. Durch den erhöhten Volumenstrom der in die Sauerstoffanreicherungsmittel eingeführten Umgebungsluft können die Sauerstoffanreicherungsmittel je nach Leistung mehr Umgebungsluft umwandeln und entsprechend mehr sauerstoffangereichertes Gas produzieren. So kann die Menge des sauerstoffangereicherten Gases unabhängig von dem Sauerstoffgehalt der Umgebungsluft auf einem konstant hohen Niveau gehalten werden.
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Weiterhin wird in Fortbildung der Erfindung vorgeschlagen, dass das Brennstoffzellensystem mindestens einen Verdichter zum Verdichten des Gases aus den Einleitungsmitteln und/oder zum Verdichten des Gases aus den Erhöhungsmitteln und/oder zum Verdichten des Eduktstromes umfasst. Der Verdichter ist die Umgebungsluft verdichtend um einen höheren Volumenstrom und damit eine erhöhte Effizienz der Brennstoffzelle zu erreichen. Ist der Verdichter lediglich das sauerstoffangereicherte Gas aus den Erhöhungsmitteln verdichtend, so kann eine nachteilig sauerstoffarme Umgebungsluft effizienter durch einen erhöhten Volumenstrom des sauerstoffangereicherten Gases ausgeglichen werden. Auch kann so die Kaltstartfähigkeit deutlicher erhöht werden, da der Volumenstrom des in die Brennstoffzelle eingeführten Sauerstoffs deutlich erhöht werden kann. Ist der Verdichter ausschließlich das Gas aus den Einleitungsmitteln verdichtend, kann eine Grundeffizienz des Systems verbessert werden, also die Effizienz des Systems, die ohne das Zuführen von sauerstoffangereichtem Gas erreicht wird. Ist der Verdichter eine Kombination der beiden Gase verdichtend, ist die Grundeffizienz ebenfalls erhöht. Dazu sind Leistungsspitzen ebenfalls einfacher zu erreichen, da auch das sauerstoffangereicherte Gas verdichtet wird.
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Ebenfalls wird in Fortbildung der Erfindung vorgeschlagen, dass das Brennstoffzellensystem erste Ventilmittel zum Schließen einer die Erhöhungsmittel mit der Brennstoffzelle verbindenden Leitung umfasst. Das Ventilmittel zwischen Erhöhungsmittel und Brennstoffzelle ermöglicht ein Zuführen von sauerstoffangereichertem Gas als Eduktstrom nur bei Bedarf. Das System kann so durch Öffnen des Ventilmittels gestartet werden ohne die sonstige Systemperipherie mit elektrischer Energie versorgen zu müssen. So ist in dem vorliegenden Brennstoffzellensystem keine Batterie oder ein sonstiger Energiespeicher oder Energieerzeugungsmittel notwendig. Dabei wird die Brennstoffzelle bei geschlossenem Ventilmittel lediglich mit der unveränderten Umgebungsluft betrieben, während ein Öffnen des Ventilmittels ein zusätzliches Zuführen des sauerstoffangereicherten Gases ermöglicht.
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Es wird ebenfalls in Weiterbildung der Erfindung vorgeschlagen, dass der Verdichter zwischen den Erhöhungsmitteln und der Brennstoffzelle geschaltet oder parallel zu den Erhöhungsmitteln und dem Ventilmittel geschaltet ist. Der Verdichter kann dabei flussabwärts von den Erhöhungsmitteln oder aber parallel zu diesen geschaltet sein, wobei der Verdichter im ersten Fall das sauerstoffangereicherte Gas aus den Erhöhungsmitteln zusätzlich zur Umgebungsluft verdichtend und im zweiten Fall lediglich die Umgebungsluft aus den Einleitungsmitteln verdichtend ist, nicht aber das sauerstoffangereicherte Gas von den Erhöhungsmitteln. Ist der Verdichter zwischen Sauerstoffseparator und Zuluftanschluss angeordnet, kann das sauerstoffangereicherte Gas von den Erhöhungsmitteln ebenfalls verdichtet werden, wodurch der Volumenstrom des der Brennstoffzelle zugeführten Gases erhöht und somit die Effizienz und die Leistung der Brennstoffzelle weiter erhöht werden. Der Verdichter wird durch den Sauerstoff ebenfalls gekühlt und entlastet, da bei Zuführen von sauerstoffangereichertem Gas als Eduktstrom ein geringerer Volumenstrom für die gleiche Leistung nötig ist und der Verdichter entsprechend geringere Leistungen abrufen muss. Dazu nimmt die Gesamtleistung des Systems zumindest temporär zu, da die Brennstoffzelle zumindest einen Großteil des zugeführten Sauerstoffs umsetzen kann und dies nicht durch sonstige Gase in der Brennstoffzelle gestört wird. Ist der Verdichter parallel zu den Erhöhungsmitteln und dem Ventilmittel geschaltet, ermöglicht dies eine Kombination von verdichteter Umgebungsluft und unverdichtetem sauerstoffangereicherten Gas. So muss der Verdichter je nach Umgebungsluft nur geringere Volumenströme verarbeiten, sodass der Verdichter mit weniger elektrischer Energie versorgt werden muss.
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Es wird auch in Fortbildung der Erfindung vorgeschlagen, dass die Erhöhungsmittel parallel zu einer Direktverbindungsleitung zwischen den Einleitungsmitteln und der Brennstoffzelle geschaltet sind. Dies vereinfacht eine Anordnung, die ein Ventilmittel vorsieht, durch das entweder das Gas aus den Erhöhungsmitteln oder den Einleitungsmitteln oder eine Mischung der beiden Gase als Eduktstrom zulässt. So ist die in der Zusammensetzung unveränderte Umgebungsluft in der Direktverbindungsleitung räumlich getrennt von dem sauerstoffangereicherten Gas, bis diese bei Bedarf zu einem Eduktstrom zusammengeführt werden oder lediglich die unveränderte Umgebungsluft als Eduktstrom in die Brennstoffzelle geführt wird während die Zufuhr des sauerstoffangereicherten Gases durch ein Ventilmittel verhindert wird.
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Weiter wird in Fortbildung der Erfindung vorgeschlagen, dass ein zweites Ventilmittelmittel zum Schließen der Direktverbindungsleistung parallel zu den Erhöhungsmitteln und dem ersten Ventilmittelmittel geschaltet ist. Durch dieses Ventilmittelmittel ist auch ein Wegschalten der unveränderten Umgebungsluft ermöglicht, sodass die Brennstoffzelle bei Bedarf lediglich mit dem sauerstoffangereicherten Gas des Sauerstoffseparators betrieben werden kann. Dies ermöglicht einen umgebungsunabhängigen Betrieb des Brennstoffzellensystems, da das System in der Art nicht auf die Umgebungsluft angewiesen ist und die Verwendung der in der Zusammensetzung unveränderten Umgebungsluft als Eduktstrom sogar verhindern kann.
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Zuletzt wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass eine Leitung zum Rückführen des Abgases der Brennstoffzelle in das Brennstoffzellensystem vorgesehen ist. So kann der Sauerstoffverbrauch insgesamt reduziert werden, da der nicht umgesetzte Sauerstoff erneut in die Brennstoffzelle geführt wird. Auch können der Betriebsdruck und damit die Effizienz des Systems weiter gesteigert werden, ohne dass zusätzliche elektrische Energie aufgebracht werden muss. Das Ventilmittelmittel kann zum einen den Rückfluss der Abluft in Richtung der Einleitungsmittel verhindern, zum anderen aber auch ein Verhindern einer Zufuhr von unveränderter Umgebungsluft bewirken. So ist auch hier ein umgebungsunabhängiger Betrieb des Brennstoffzellensystems möglich. Auch ist denkbar, dass zunächst das rezirkulierte Gas weitestgehend von dem darin noch enthaltenen Sauerstoff befreit und anschließend abgeführt wird, ehe neue Umgebungsluft in das System geführt wird.
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Die Erfindung wird in einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf eine Zeichnung beispielhaft beschrieben, wobei weitere vorteilhafte Einzelheiten den Figuren der Zeichnung zu entnehmen sind.
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Funktionsmäßig gleiche Teile sind dabei mit denselben Bezugszeichen versehen.
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Die Figuren der Zeichnung zeigen im Einzelnen:
- 1: Erstes Ausführungsbeispiel des Brennstoffzellensystems.
- 2: Zweites Ausführungsbeispiel des Brennstoffzellensystems.
- 3: Drittes Ausführungsbeispiel des Brennstoffzellensystems.
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1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel des Brennstoffzellensystems. Durch die Einleitungsmittel 2 zum Einleiten von Umgebungsluft wird Umgebungsluft in das System geführt. Die Umgebungsluft wird anteilig in eine obere Leitung und eine untere Direktverbindungsleitung geführt. Obere Leitung und untere Leitung sind dabei schematisch zu verstehen, nicht räumlich. In der oberen Leitung sind die Erhöhungsmittel 3 zum Erhöhen des Sauerstoffgehalts angeordnet. Darunter sind Kompressormittel 4-2 als Teil der Sauerstoffanreicherungsmittel 4 vorgesehen, der die Umgebungsluft bei Bedarf verdichtend ist. Dadurch wird der Volumenstrom, der von den Kompressormitteln 4-2 in den Sauerstoffseparator 4-1 führt, erhöht. So kann die Leistung und Effizienz des Sauerstoffseparators 4-1 erhöht werden. Der Sauerstoffseparator 4-1 trennt den in der Umgebungsluft enthaltenen Sauerstoff weitestgehend von anderen Stoffen, sodass aus dem Sauerstoffseparator 4-1 sauerstoffangereichertes Gas geführt wird. Nebenprodukte wie stickstoffangereichertes Gas werden dabei aus dem System abgestoßen. Das sauerstoffangereicherte Gas wird weitergeleitet, je nach Bedarf zurück zur anteilig unveränderten Umgebungsluft in der Direktverbindungsleitung, oder aber in Sauerstoffspeichermittel 5, wo das sauerstoffangereicherte Gas für spätere Bedarfsfälle gespeichert werden kann. Diese Speicherung kann insbesondere in Situationen sinnvoll sein, in denen die Brennstoffzelle 1 nur bei niedriger Last betrieben werden muss oder eine externe Energiequelle zur Verfügung steht, wie beispielsweise die Rückgewinnung der Bremsenergie eines Fahrzeuges. Soll das sauerstoffangereicherte Gas nicht zu der unveränderten Umgebungsluft in die untere Direktverbindungsleitung, sondern in die Sauerstoffspeichermittel 5 geführt werden, ist ein Ventilmittelmittel 7-1 vorgesehen, welches die Verbindung zwischen der Leitung, die das sauerstoffangereicherte Gas tragend ist, und der Direktverbindungsleitung verschließbar macht. Im Betriebszustand flussabwärts von der Verbindung der beiden genannten Leitungen und Ventilmittel 7-1 ist ein Verdichter 6 angeordnet, der zumindest die unveränderte Umgebungsluft, bei offenem Ventilmittel 7-1 aber auch das mit der unveränderten Umgebungsluft gemischte sauerstoffangereicherte Gas als gesamten Eduktstrom verdichtend ist. Durch das Verdichten der Gase wird der Volumenstrom erhöht und somit die Effizienz der Brennstoffzelle 1. Der verdichtete Eduktstrom wird anschließend in die Kathode der Brennstoffzelle 1 eingeführt. Bei der Brennstoffzelle 1 handelt es sich dabei um eine gewöhnliche Brennstoffzelle mit Anode und Kathode. In der Brennstoffzelle 1 wird der Sauerstoff des Eduktstroms umgesetzt. Das verbleibende Restgas, in dem auch weiterhin nicht umgesetzter Sauerstoff vorhanden sein kann, wird aus der Brennstoffzelle 1 geführt.
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2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel des Brennstoffzellensystems. In diesem zweiten Ausführungsbeispiel sind die Positionen und Funktionen der Brennstoffzelle 1, der Einleitungsmittel 2, der Erhöhungsmittel 3 mitsamt der Sauerstoffanreicherungsmittel 4 und des Ventilmittels 7-1 unverändert gegenüber denen des in 1 gezeigten ersten Ausführungsbeispiels. In der zweiten Ausführungsform hinzugekommen ist das Ventilmittel 7-2. Dazu hat sich die Position des Verdichters 6 gegenüber der ersten Ausführungsform geändert. Der Verdichter 6 ist nun auf der Direktverbindungsleitung angeordnet, ist also zu den Erhöhungsmitteln 3 parallelgeschaltet. So ist der Verdichter 6 ausschließlich die unveränderte Umgebungsluft verdichtend, nicht aber das vom Sauerstoffseparator 4-1 generierte sauerstoffangereicherte Gas. Durch das am Ausgang des Verdichters 6 angeordnete Ventilmittel 7-2 kann die verdichtete Umgebungsluft gänzlich weggeschaltet werden, sodass ein Öffnen des Ventilmittels 7-1 dazu führt, dass ausschließlich sauerstoffangereichertes Gas in die Brennstoffzelle 1 geführt wird. Dies erlaubt es, das Brennstoffzellensystem bei Bedarf umgebungsunabhängig zu betreiben.
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3 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel des Brennstoffzellensystems. Auch in dem dritten Ausführungsbeispiel sind die Positionen und Funktionen der Brennstoffzelle 1, der Einleitungsmittel 2, der Erhöhungsmittel 3 mitsamt der Sauerstoffanreicherungsmittel 4 und des Ventilmittels 7-1 identisch mit denen der beiden vorangegangenen Ausführungsbeispiele. Dazu ist die Position des Verdichters 6 identisch mit der des zweiten Ausführungsbeispiels. Gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel hat sich die Position der Ventilmittel 7-2 geändert. Neu dazugekommen ist die Rückleitung ausgehend von der Brennstoffzelle 1 zur Direktverbindungsleitung. Durch die Rückleitung kann das Restgas aus der Brennstoffzelle 1 erneut in das System geführt werden, sodass der nichtumgesetzte Sauerstoff im Restgas in der Brennstoffzelle 1 in weiteren Durchläufen umgesetzt werden kann. So ist das Ventilmittel 7-2 nicht nur dazu geeignet, einen Rückfluss des Restgases in Richtung der Einleitungsmittel 2 oder der Erhöhungsmittel 3 zu verhindern, sondern auch um eine weitere Zufuhr von Umgebungsluft als Eduktstrom zu blockieren, bis das Restgas weitestgehend sauerstofffrei ist. Dazu kann nach wie vor je nach Bedarf das sauerstoffangereicherte Gas durch ein Öffnen des Ventilmittels 7-1 dem System zugeführt werden. Der Verdichter 6 ist dabei so angeordnet, dass das zurückgeführte Restgas erneut durch den Verdichter 6 geführt wird, sodass die Effizienz der Brennstoffzelle 1 erhöht wird oder zumindest die Effizienzeinbußen durch den geringeren Sauerstoffgehalt des Restgases durch den erhöhten Volumenstrom kompensiert werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Brennstoffzelle
- 2
- Einleitungsmittel
- 3
- Erhöhungsmittel
- 4
- Sauerstoffanreicherungsmittel
- 4-1
- Sauerstoffseparator
- 4-2
- Kompressormittel
- 5
- Sauerstoffspeichermittel
- 6
- Verdichter
- 7-1
- Erstes Ventilmittel
- 7-2
- Zweites Ventilmittel
