DE102019132418A1 - Brennstoffzellensystem und ein Fahrzeug mit mindestens einem derartigen Brennstoffzellensystem - Google Patents

Brennstoffzellensystem und ein Fahrzeug mit mindestens einem derartigen Brennstoffzellensystem Download PDF

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Abstract

Ein Brennstoffzellensystem weist mindestens eine Brennstoffzelle mit einer Anode, einer Kathode und einer Membran, einen Oxidanteinlass, einen Wasserstoffeinlass, und eine Ventilanordnung mit einem ersten Ventil, einem zweiten Ventil und einem dritten Ventil auf, wobei das erste Ventil den Wasserstoffeinlass selektiv mit der Anode in Fluidverbindung bringt, wobei das zweite Ventil den Oxidanteinlass selektiv mit der Kathode in Fluidverbindung bringt, wobei das dritte Ventil den Wasserstoffeinlass selektiv mit der Kathode in Fluidverbindung bringt, wobei das Brennstoffzellensystem dazu ausgebildet ist, einen ersten Betriebszustand und einen zweiten Betriebszustand einzunehmen, wobei in dem ersten Betriebszustand das erste Ventil und das zweite Ventil geöffnet sind, das dritte Ventil geschlossen ist und in dem die Brennstoffzelle zur kontinuierlichen Erzeugung von elektrischer Leistung betrieben wird, und wobei in dem zweiten Betriebszustand das erste Ventil und das zweite Ventil geschlossen sind und das dritte Ventil geöffnet ist und die Kathode zum Abschalten mit sauerstoffabgereicherter Luft inertisiert wird, welche bei katalytischer Erzeugung von Wasser aus Wasserstoff und in der Kathode befindlichem Rest eines Oxidants entsteht.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die Erfindung betrifft ein Brennstoffzellensystem sowie ein Fahrzeug mit mindestens einem derartigen Brennstoffzellensystem.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Der Einsatz von Brennstoffzellen in Fahrzeugen zur Erfüllung einer Vielzahl von unterschiedlichen Aufgaben, wie etwa die Versorgung eines elektrischen Netzwerks mit elektrischer Leistung, das Bereitstellen von Wasser oder auch das Bereitstellen von sauerstoffabgereicherter Luft, kann zu Gewichtsvorteilen, einer verbesserten Kraftstoffeffizienz und einer geringeren Geräuschemission führen. Insbesondere der Einsatz von Brennstoffzellen in Flugzeugen hat ein großes Potenzial, den Kraftstoffverbrauch deutlich zu senken und Hilfsaggregate auf Basis von Gasturbinenmotoren zu ersetzen.
  • Beim abrupten Absetzen einer elektrischen Last vor oder beim Abschalten der Brennstoffzelle könnte ein Rest eines Oxidanten in der Kathode vorhanden sein, während etwa der Wasserstoff in der Anode bereits verbraucht ist. Das Inertisieren der Kathode zum Reduzieren des Sauerstoffgehalts zum Schutz der Membran ist sinnvoll. Auch zur Vorbereitung eines längeren Stand-by-Zustands oder einer längeren Lagerung könnte das Inertisieren der Brennstoffzelle sinnvoll sein. Das Zuführen von Stickstoff oder anderen Inertgasen während oder nach der Abschaltung der Brennstoffzelle ist jedoch recht aufwändig.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Eine Aufgabe der Erfindung liegt folglich darin, ein Brennstoffzellensystem vorzuschlagen, welches eine verbesserte Inertisierung insbesondere der Kathode durchführen kann.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch ein Brennstoffzellensystem mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung zu entnehmen.
  • Es wird ein Brennstoffzellensystem vorgeschlagen, aufweisend mindestens eine Brennstoffzelle mit einer Anode, einer Kathode und einer Membran, einen Oxidanteinlass, einen Wasserstoffeinlass, und eine Ventilanordnung mit einem ersten Ventil, einem zweiten Ventil und einem dritten Ventil, wobei das erste Ventil den Wasserstoffeinlass selektiv mit der Anode in Fluidverbindung bringt, wobei das zweite Ventil den Oxidanteinlass selektiv mit der Kathode in Fluidverbindung bringt, wobei das dritte Ventil den Wasserstoffeinlass selektiv mit der Kathode in Fluidverbindung bringt, wobei das Brennstoffzellensystem dazu ausgebildet ist, einen ersten Betriebszustand und einen zweiten Betriebszustand einzunehmen, wobei in dem ersten Betriebszustand das erste Ventil und das zweite Ventil geöffnet sind, das dritte Ventil geschlossen ist und in dem die Brennstoffzelle zur kontinuierlichen Erzeugung von elektrischer Leistung betrieben wird, und wobei in dem zweiten Betriebszustand das erste Ventil und das zweite Ventil geschlossen sind und das dritte Ventil geöffnet ist und die Kathode zum Abschalten mit sauerstoffabgereicherter Luft inertisiert wird, welche bei katalytischer Erzeugung von Wasser aus Wasserstoff und in der Kathode befindlichem Rest eines Oxidants entsteht.
  • Die Brennstoffzelle könnte eine Polymerelektrolytmembran-Brennstoffzelle (PEMFC) sein, wobei die Membran hierbei die Anode von der Kathode trennt. Die erfindungsgemäßen Merkmale lassen sich jedoch auch auf andere, insbesondere Phosphorsäure-Brennstoffzellen (PAFC) und alkalische Brennstoffzellen (AFC) anwenden. Insbesondere PEM-Brennstoffzellen sind technisch ausgereift und können zuverlässig auf niedrigeren und höheren Temperaturniveaus betrieben werden. Durch niedrigere Temperaturniveaus sind diese Brennstoffzellen insbesondere für einen dauerhaften Einsatz auch in Fahrzeugen zum Transport von Passagieren bedenkenlos verwendbar.
  • Zum Betrieb der Brennstoffzelle ist ein kontinuierlicher Zufluss von Edukten notwendig. An der Kathode wird während des normalen Betriebs ein Oxidant zugeführt, der der Sauerstofflieferant für den Brennstoffzellenprozess ist. Der Oxidant kann in Form von Luft oder reinem Sauerstoff oder einem anderen Gasgemisch realisiert sein, das einen für den Brennstoffzellenprozess ausreichenden Sauerstoffgehalt aufweist.
  • Die Ventilanordnung weist drei Ventile auf. Das erste Ventil steht mit dem Wasserstoffeinlass in Fluidverbindung und kann geöffnet oder geschlossen werden. Das erste Ventil ist dann geöffnet, wenn der erste Betriebszustand vorliegt. Dadurch wird kontinuierlich Wasserstoff an die Anode geleitet. Das zweite Ventil steht mit dem Oxidanteinlass in Fluidverbindung und kann ebenso geöffnet oder geschlossen werden. In dem ersten Betriebszustand ist es geöffnet und liefert kontinuierlich einen Oxidanten an die Kathode. In dem ersten Betriebszustand wird daher kontinuierlich elektrische Leistung erzeugt. Die Brennstoffzelle stellt an der Anode und der Kathode durch den Brennstoffzellenprozess eine elektrische Spannung bereit. Diese wird von einer elektrischen Last in einen Stromfluss gewandelt. Dies entspricht einem herkömmlichen Betrieb der Brennstoffzelle und bei kontinuierlicher Leistungsabnahme durch die elektrische Last wird ein kontinuierlicher Massenstrom an Edukten verbraucht.
  • Erfindungsgemäß ist das Brennstoffzellensystem jedoch zusätzlich zu der Durchführung des herkömmlichen Betriebs dazu ausgebildet, einen zweiten Betriebszustand einzunehmen. Dabei werden das erste Ventil und das zweite Ventil geschlossen und das dritte Ventil geöffnet. Der Kathode, in der sich nach Absetzen der elektrischen Last noch eine Restmenge des Oxidanten mit darin enthaltenem Sauerstoff befindet, wird dann Wasserstoff zugeführt. Durch katalytische Erzeugung von Wasser wird dann der Sauerstoff zumindest weitgehend verbraucht. Ist der Oxidant Luft oder ein anderes, Sauerstoff enthaltendes Gas, wird ein Inertgas generiert. Es ist vorstellbar, dass gezielt eine hierzu notwendige Menge an Wasserstoff dosiert an die Kathode geliefert wird. Das Brennstoffzellensystem verfügt folglich über eine selbstinertisierende Kathode, was zum Schutz der Membran führt.
  • Eine zeitliche Dauer des zweiten Betriebszustands und folglich eine Dauer des Öffnens des dritten Ventils und des Schließens des ersten und des zweiten Ventils kann an die Randbedingungen in der Brennstoffzelle beim Abschalten angepasst werden. Es könnte dadurch erreicht werden, eine ausreichende Luftmenge zuzuführen, um weder einen Überschuss an Sauerstoff in der Kathode noch einen Überschuss an Wasserstoff in der Anode vorliegen zu haben. Bei der Inertisierung der Kathode verbleibt dort bei der Verwendung von Luft als Oxidanten folglich im Wesentlichen Stickstoff und Wasserdampf bzw. flüssiges Wasser, welches überdies zur Befeuchtung der Membran hilfreich ist. Dadurch könnte ein Wiederanlaufen der Brennstoffzelle beschleunigt werden.
  • Die Ventile könnten als Schaltventile ausgeführt sein, die zwei diskrete Zustände, d.h. offen oder geschlossen, einnehmen können. Zur Regulierung der Edukt-Volumenströme könnten die Ventile jedoch auch als Regelventile ausgeführt sein, insbesondere als Proportionalventile. Die Ventile könnten elektrisch oder elektromagnetisch betreibbar sein. Es ist denkbar, die Ventile und insbesondere das dritte Ventil durch eine Steuereinheit anzusteuern, die in Abhängigkeit von verschiedenen Betriebsparametern die Öffnungszeit und den Öffnungsgrad des betreffenden Ventils bestimmt.
  • Das erfindungsgemäße Brennstoffzellensystem weist folglich deutliche Vorteile gegenüber bekannten Brennstoffzellensystemen auf. Es ist denkbar, die Brennstoffzelle durch abruptes Entfernen der elektrischen Last und Schließen des ersten und des zweiten Ventils sowie durch ein temporäres Öffnen des dritten Ventils relativ rasch abzuschalten, ohne dass die Membran beschädigt wird. Weiterhin wird die Brennstoffzelle dazu befähigt, schneller wieder ihren Betrieb aufzunehmen und den Zustand der Membran durch die Befeuchtung zu optimieren, was insgesamt die Lebensdauer der Brennstoffzelle erhöhen kann.
  • Die Kathode oder die Membran könnten einen Katalysator zur katalytischen Erzeugung von Wasser aus Wasserstoff und Sauerstoff aufweisen. Zusätzlich zu dem für den eigentlichen Brennstoffzellenprozess einsetzbaren Katalysator könnte ein weiterer Katalysator vorhanden sein, der die katalytische Erzeugung von Wasser in dem zweiten Betriebszustand erlaubt. Dieser Katalysator könnte allerdings auch der Katalysator für den eigentlichen Brennstoffzellenprozess sein.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform steht das dritte Ventil stromaufwärts des ersten Ventils mit dem Wasserstoffeinlass in Fluidverbindung und stromabwärts des zweiten Ventils mit dem Oxidanteinlass in Fluidverbindung. Der Wasserstoffeinlass kann folglich eine wasserstoffführende Leitung aufweisen, die mit der Brennstoffzelle in Verbindung steht und das erste Ventil aufweist. An einer von der Brennstoffzelle abgewandten Position der Leitung ist das dritte Ventil angebunden. Der Oxidanteinlass kann indes eine Oxidantleitung aufweisen, die mit der Brennstoffzelle in Verbindung steht und das zweite Ventil aufweist. Stromabwärts des zweiten Ventils ist das dritte Ventil mit der Oxidantleitung verbunden. Folglich ist ein Überströmen von Wasserstoff in die Oxidantleitung und damit den Oxidanteinlass unabhängig von dem jeweiligen Zustand des ersten und des zweiten Ventils möglich.
  • Bevorzugt ist der Oxidanteinlass ein Lufteinlass. Damit kann der Brennstoffzelle Luft zugeführt werden, die einen ausreichenden Sauerstoffgehalt zum Betreiben der Brennstoffzelle aufweist. Das separate Zuführen von Sauerstoff ist nicht notwendig und die Bauweise des Brennstoffzellensystems kann durch Weglassen einer separaten Sauerstoffquelle kompaktiert werden. Insbesondere bei der Verwendung in einem Flugzeug steht ausreichend Luft zur Verfügung, die sowohl in Form von druckbeaufschlagter Luft eines Klimatisierungssystems oder eines Belüftungssystems bereitgestellt werden könnte, als auch in Form von Stauluft oder Luft aus einem in dem Flugzeug ausgebildeten Raum.
  • Der Lufteinlass könnte mit einer Luftquelle mit einem Druckgefälle gegenüber der Anode in Fluidverbindung stehen. Die Luftquelle mit einem solchen geringeren Druck könnte den Vorgang des Einsaugens während der katalytischen Wassererzeugung im zweiten Betriebszustand begünstigen.
  • Es ist denkbar, dass das Brennstoffzellensystem eine Steuereinheit aufweist oder mit einer Steuereinheit gekoppelt ist, wobei die Steuereinheit dazu ausgebildet ist, eine an eine in der Kathode vorhandene Restmenge des Oxidanten angepasste Wasserstoffmenge dosiert in die Kathode zu führen. Die Steuereinheit ist dazu folglich mit den Ventilen 16, 18 und 20 gekoppelt und dazu ausgebildet, diese zum Öffnen und Schließen anzusteuern. Im Rahmen der Auslegung des jeweiligen Brennstoffzellensystems kann eine vorab definierte Wasserstoffmenge mittels Massen- und/oder Volumenstrom- und/oder Drucksensoren genau dosiert werden, um sowohl Wasserstoff als auch Sauerstoff in der Kathode möglichst stöchiometrisch zu Wasser umzusetzen. Bevorzugt werden dabei der Wasserstoff und der Sauerstoff vollständig umgesetzt. Dies wird durch die Steuereinheit veranlasst.
  • Die Erfindung betrifft ferner ein Fahrzeug mit mindestens einem vorangehend dargestellten Brennstoffzellensystem.
  • Das Fahrzeug könnte etwa ein Flugzeug sein. Das Brennstoffzellensystem könnte in einem druckbeaufschlagten oder nicht druckbeaufschlagten Bereich eines Flugzeugrumpfs angeordnet sein.
  • Bevorzugt ist das Brennstoffzellensystem in einem nicht druckbeaufschlagten Bereich eines Flugzeugrumpfs angeordnet.
  • Zudem könnte der Oxidanteinlass mit dem nicht druckbeaufschlagten Bereich in Fluidverbindung stehen.
  • Figurenliste
  • Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele und den Figuren. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich und in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung auch unabhängig von ihrer Zusammensetzung in den einzelnen Ansprüchen oder deren Rückbezügen. In den Figuren stehen weiterhin gleiche Bezugszeichen für gleiche oder ähnliche Objekte.
    • 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Brennstoffzellensystems.
    • 2 zeigt ein Flugzeug mit einem darin installierten Brennstoffzellensystem.
  • DETAILLIERTE DARSTELLUNG EXEMPLARISCHER AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • 1 zeigt ein Brennstoffzellensystem 2, welches exemplarisch eine einzelne Brennstoffzelle 4 aufweist. Dies ist jedoch lediglich der Einfachheit halber gewählt, es sind selbstverständlich auch größere Brennstoffzellenstapel verwendbar. Die Brennstoffzelle 4 besitzt eine Anode 6, eine Kathode 8 sowie eine dazwischen angeordnete Membran 10. Die Brennstoffzelle 4 kann beispielhaft als eine Polymerelektrolytmembran-Brennstoffzelle ausgebildet sein. Die Kathode 8 ist mit einem Oxidanteinlass 12 in Fluidverbindung bringbar. Der Oxidanteinlass 12 ist mit einer Oxidantleitung 13 verbunden, die sich in Richtung der Brennstoffzelle 4 ersteckt. An der Brennstoffzelle 4 ist eine Ventilanordnung 14 vorgesehen, die ein erstes Ventil 16, ein zweites Ventil 18 und ein drittes Ventil 20 aufweist. Über das erste Ventil 16 kann die Anode 6 mit einem Wasserstoffeinlass 22 in Fluidverbindung gebracht werden. Der Wasserstoffeinlass 22 ist mit einer Wasserstoffleitung 23 verbunden, die sich zu der Anode 6 hin erstreckt. Strömt Wasserstoff aus dem Wasserstoffeinlass 22 in die Anode 6 und Luft oder Sauerstoff durch den Oxidanteinlass 12 in die Kathode 8, führt die Brennstoffzelle 4 einen Brennstoffzellenprozess aus. Dieser Betriebszustand wird vorangehend mit dem ersten Betriebszustand bezeichnet. Dabei sind das erste Ventil 16 und das zweite Ventil 18 geöffnet, so dass der Wasserstoff aus dem Wasserstoffeinlass 22 durch die Wasserstoffleitung 23 zu der Anode 6 strömt und der Oxidant aus dem Oxidanteinlass 12 durch die Oxidantleitung 13 zu der Kathode 8. In dem ersten Betriebszustand wird an der Kathode 8 ein positiver Pol und an der Anode 6 ein negativer Pol einer elektrischen Spannung generiert. Durch Verbinden mit einer elektrischen Last 24 entsteht ein Stromfluss und elektrische Leistung wird kontinuierlich bereitgestellt. Wird jedoch die elektrische Last 24 von der Brennstoffzelle 4 während des Durchführens des Brennstoffzellenprozesses getrennt, kann sich in der Kathode 8 noch eine Restmenge des Oxidanten mit darin enthaltenem Sauerstoff befinden, der zum Schutz der Membran bevorzugt auszutragen ist.
  • Zu diesem Zweck wird eine Inertisierung der Kathode 8 durchgeführt. Hierzu werden das erste Ventil 16 und das zweite Ventil 18 geschlossen, während das dritte Ventil 20 geöffnet wird. Dieses steht ebenso mit dem Wasserstoffeinlass 22 in Verbindung und kann dadurch den Wasserstoff in die Kathode 8 leiten. In der Kathode 8 oder an einer zu der Kathode 8 gerichteten Seite der Membran 10 befindet sich exemplarisch ein Katalysator (nicht gezeigt), der zu einer katalytischen Umwandlung des Sauerstoff-Wasserstoff-Gemischs zu Wasser führt. Ist der Oxidant Luft, wird gleichzeitig sauerstoffabgereicherte Luft bereitgestellt. Die Kathode 8 der Brennstoffzelle 4 wird folglich selbsttätig inertisiert.
  • Es wird weiterhin gezeigt, dass das dritte Ventil 20 stromaufwärts des ersten Ventils 16 mit dem Wasserstoffeinlass 22 in Fluidverbindung steht. Das dritte Ventil 20 ist folglich mit der Wasserstoffleitung 23 an einer von dem ersten Ventil 16 und der Brennstoffzelle 4 beabstandeten Stelle verbunden und liegt in Strömungsrichtung vor dem ersten Ventil 16 und der Brennstoffzelle 4. Mit dem Oxidanteinlass 12 steht es indes stromabwärts des zweiten Ventils 18 in Fluidverbindung. Es steht folglich mit einer zwischen dem zweiten Ventil 18 und der Kathode 8 befindlichen Stelle der Oxidantleitung 13 in Fluidverbindung. Dadurch kann unabhängig von dem ersten Ventil 16 und dem zweiten Ventil 18 ein Überströmen des Wasserstoffs zu der Kathode 8 erreicht werden.
  • Der Vollständigkeit halber sind ein Anodenspülventil 26 und ein Kathodenspülventil 28 gezeigt, die mit der Anode 6 bzw. der Kathode 8 verbunden sind. Das Anodenspülventil 26 könnte regelmäßig geöffnet werden, um unter anderem Stickstoff und flüssiges Wasser aus der Anode 6 zu spülen, welche sich im ersten Betriebszustand ansammeln können.
  • Es könnte weiterhin eine Steuereinheit 30 vorgesehen sein, die mit dem ersten Ventil 16, dem zweiten Ventil 18, dem dritten Ventil 20 und, falls gewünscht, auch mit den Spülventilen 26 und 28 in Verbindung gebracht werden. Dadurch kann der Betrieb des Brennstoffzellensystems 2 gesteuert werden.
  • Schließlich zeigt 2 ein Flugzeug 32, das einen Flugzeugrumpf 34 aufweist. Dieser kann druckbeaufschlagte und nicht druckbeaufschlagte Bereiche besitzen. Es ist denkbar, das Brennstoffzellensystem 2 in einem nicht druckbeaufschlagten Bereich in der Nähe einer Flügelwurzel 36 oder an einer Heckspitze 38, oder in einem Triebwerk 40 anzuordnen. Es sind jedoch zahlreiche weitere Positionen denkbar, die je nach Anforderungen, vorhandenem Bauraum oder anderen Parametern gewählt werden können. Es ist besonders vorteilhaft, wenn der Oxidanteinlass 22 in Form eines Lufteinlasses mit dem jeweiligen Bauraum in Fluidverbindung steht, so dass eine Luftquelle mit einem Druckgefälle gegenüber der Anode 6 vorliegt.
  • Ergänzend sei darauf hingewiesen, dass „aufweisend“ keine anderen Elemente oder Schritte ausschließt, und „ein“ oder „eine“ keine Vielzahl ausschließt. Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen.
  • Bezugszeichenliste
    • 2
    Brennstoffzellensystem
    4
    Brennstoffzelle
    6
    Anode
    8
    Kathode
    10
    Membran
    12
    Oxidanteinlass
    13
    Oxidantleitung
    14
    Ventilanordnung
    16
    erstes Ventil
    18
    zweites Ventil
    20
    drittes Ventil
    22
    Wasserstoffeinlass
    23
    Wasserstoffleitung
    24
    elektrische Last
    26
    Anodenspülventil
    28
    Kathodenspülventil
    30
    Steuereinheit
    32
    Flugzeug
    34
    Flugzeugrumpf
    36
    Flügelwurzel
    38
    Heckspitze
    40
    Triebwerk

Claims (10)

  1. Brennstoffzellensystem (2), aufweisend: - mindestens eine Brennstoffzelle mit einer Anode (6), einer Kathode (8) und einer Membran (10), - einen Oxidanteinlass (12), - einen Wasserstoffeinlass (22), und - eine Ventilanordnung (14) mit einem ersten Ventil (16), einem zweiten Ventil (18) und einem dritten Ventil (20), wobei das erste Ventil (16) den Wasserstoffeinlass (22) selektiv mit der Anode (6) in Fluidverbindung bringt, wobei das zweite Ventil (18) den Oxidanteinlass (12) selektiv mit der Kathode (8) in Fluidverbindung bringt, wobei das dritte Ventil (20) den Wasserstoffeinlass selektiv mit der Kathode (8) in Fluidverbindung bringt, wobei das Brennstoffzellensystem (2) dazu ausgebildet ist, einen ersten Betriebszustand und einen zweiten Betriebszustand einzunehmen, wobei in dem ersten Betriebszustand das erste Ventil (16) und das zweite Ventil (18) geöffnet sind, das dritte Ventil (20) geschlossen ist und in dem die Brennstoffzelle (4) zur kontinuierlichen Erzeugung von elektrischer Leistung betrieben wird, und wobei in dem zweiten Betriebszustand das erste Ventil (16) und das zweite Ventil (18) geschlossen sind und das dritte Ventil (20) geöffnet ist und die Kathode (8) zum Abschalten mit sauerstoffabgereicherter Luft inertisiert wird, welche bei katalytischer Erzeugung von Wasser aus Wasserstoff und in der Kathode (8) befindlichem Rest eines Oxidants entsteht.
  2. Brennstoffzellensystem (2) nach Anspruch 1, wobei die Kathode (8) oder die Membran (10) einen Katalysator zur katalytischen Erzeugung von Wasser aus Wasserstoff und Sauerstoff aufweist.
  3. Brennstoffzellensystem (2) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das dritte Ventil (20) stromaufwärts des ersten Ventils (16) mit dem Wasserstoffeinlass (22) in Fluidverbindung steht und stromabwärts des zweiten Ventils (18) mit dem Oxidanteinlass (12) in Fluidverbindung steht.
  4. Brennstoffzellensystem (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Oxidanteinlass (12) ein Lufteinlass ist.
  5. Brennstoffzellensystem (2) nach Anspruch 4, wobei der Oxidanteinlass (12) mit einer Luftquelle mit einem Druckgefälle gegenüber der Anode (6) in Fluidverbindung steht.
  6. Brennstoffzellensystem (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Brennstoffzellensystem (2) eine Steuereinheit (30) aufweist oder mit einer Steuereinheit (30) gekoppelt ist, wobei die Steuereinheit (30) dazu ausgebildet ist, eine an eine in der Kathode (8) vorhandene Restmenge des Oxidanten angepasste Wasserstoffmenge in die Kathode (8) einzulassen.
  7. Fahrzeug (32), aufweisend mindestens ein Brennstoffzellensystem (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
  8. Fahrzeug (32) nach Anspruch 7, wobei das Fahrzeug (32) ein Flugzeug (32) ist.
  9. Fahrzeug (32) nach Anspruch 8, wobei das Brennstoffzellensystem (2) in einem nicht druckbeaufschlagten Bereich eines Flugzeugrumpfs (34) angeordnet ist.
  10. Fahrzeug (32) nach Anspruch 9, wobei der Oxidanteinlass (12) mit dem nicht druckbeaufschlagten Bereich in Fluidverbindung bringbar ist.
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WO2023232588A1 (de) * 2022-06-01 2023-12-07 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum betreiben eines brennstoffzellensystems, steuergerät

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