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Die vorliegende Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zur Aufnahme eines Brennstoffzellen-Stacks für die Anordnung in einem Kraftfahrzeug sowie von einem Brennstoffzellensystem zur Verwendung in einem Kraftfahrzeug.
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Stand der Technik
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Brennstoffzellen sind elektrochemische Energiewandler, bei denen die Reaktionsgase, bspw. Wasserstoff und Sauerstoff, in Wasser, elektrische Energie und Wärme umgewandelt werden. Die Reaktionsgase werden hierbei über eine Polymermembran getrennt, die für die nötige Isolation sorgt. Um genügend Energie bereitstellen zu können, sodass bspw. ein Kraftfahrzeug mittels Brennstoffzellen betrieben werden kann, werden eine Vielzahl von Brennstoffzellen in einem sog. Brennstoffzellen-Stack miteinander verschaltet. Bei einer Anwendung von Brennstoffzellen innerhalb eines Kraftfahrzeugs muss allerdings gewährleistet werden, dass diese auch im Winter, bspw- bei Umgebungstemperaturen unterhalb des Gefrierpunktes einsetzbar sind. Ein Problem hierbei ist jedoch die Tatsache, dass die Umgebungstemperatur nicht nur ein wichtiger Faktor für die Leistungsfähigkeit eines Brennstoffzellen-Stacks, sondern auch ein kritischer Faktor im Hinblick auf eine potenzielle Beschädigung von Brennstoffzellen darstellt. So ist zum einen die Energieausbeute bei einer Temperatur unterhalb des Gefrierpunktes nur sehr gering. Andererseits kann es durch ein Einfrieren des innerhalb von Brennstoffzellensystemen produzierten Reaktionswassers zu Beschädigungen an den Zellen kommen.
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Um diesen Problemen entgegenzuwirken, sind Systeme bekannt, in denen die Brennstoffzellen-Stacks nach dem Betrieb ausgeblasen und vor einem Neustart aufgeheizt werden. Diese Systeme erfordern allerdings zusätzliche Energiequellen zum Betrieb der Gebläse- und Heizvorrichtungen.
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Des Weiteren existieren Ansätze, die innerhalb eines Brennstoffzellensystems produzierte Wärme zu speichern und das Brennstoffzellensystem somit zumindest zeitweilig bei näherungsweise optimalen Temperaturen zu halten. Die aus dem Stand der Technik bekannten Speichervorrichtungen für Brennstoffzellensysteme sind jedoch entweder zu ineffektiv, sodass eine optimale Temperatur nur für sehr kurze Zeit aufrechterhalten werden kann oder konstruktiv aufwendig und kostenintensiv gestaltet. Insbesondere eine einfache Integration derartiger Speichersysteme in unterschiedliche brennstoffzellenbetriebene Fahrzeuge ist bislang nur mit großem Aufwand möglich.
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Offenbarung der Erfindung
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Gegenstand der Erfindung ist gemäß einem ersten Aspekt eine Vorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Vorrichtungsanspruchs sowie gemäß einem zweiten Aspekt ein Brennstoffzellensystem gemäß dem unabhängigen Systemanspruch. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen System und jeweils umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Aufnahme eines Brennstoffzellen-Stacks für die Anordnung in einem Kraftfahrzeug dient hierbei zum einen einer verbesserten Energieausbeute durch die Gewährleistung eines möglichst stabilen optimalen Temperaturbereichs für den Betrieb eines Brennstoffzellensystems. Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung können dabei insbesondere Kaltstarts von Brennstoffzellensystemen in den meisten Fällen verhindert werden, was zudem die Lebensdauer der Systeme deutlich verlängert. Durch die Art und Weise der Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden die vorbenannten Vorteile hierbei insbesondere auf besonders einfache und kostengünstige Art und Weise zur Verfügung gestellt. Ferner ermöglicht die erfindungsgemäße Ausgestaltung eine besonders einfache Integration einer gegenständlichen Vorrichtung in bereits bestehende brennstoffzellenbetriebene Systeme.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Aufnahme eines Brennstoffzellen-Stacks für die Anordnung in einem Kraftfahrzeug umfasst hierbei einen Aufnahmeraum zur Aufnahme des Brennstoffzellen-Stacks, eine um den Aufnahmeraum herum angeordnete Speicherschicht zur Speicherung von Reaktionswärme des Brennstoffzellen-Stacks sowie eine um die Speicherschicht herum angeordnete Isolationsschicht zur Wärmeisolation gegenüber der Umgebung. Des Weiteren umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung einen ersten Anschlussbereich mit Anschlüssen zum Anschluss von fluidführenden Zuführleitungen und einen zweiten Anschlussbereich mit Anschlüssen zum Anschluss von fluidführenden Abführleitungen, wobei die Anschlüsse in den Anschlussbereichen vollständig durch die Speicherschicht und die Isolationsschicht hindurch verlaufen. Durch eine derartige Ausgestaltung von Anschlüssen ist es insbesondere möglich, die Vorrichtung auf einfache Weise in bereits bestehende brennstoffzellenbetriebene Fahrzeuge bzw. Systeme zu integrieren, indem eine vereinfachte Zugänglichkeit zu den fluidzuführenden und fluidabführenden Leitungen von außerhalb der Vorrichtung aus ermöglicht wird.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist hierbei insbesondere für die Aufnahme eines PET-Brennstoffzellen-Stacks vorgesehen. Neben einer Anordnung der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einem brennstoffzellenbetriebenen Kraftfahrzeug, kann die Vorrichtung ebenso in anderen brennstoffzellenbetriebenen Fortbewegungsmitteln oder auch in brennstoffzellenbetriebenen stationären Systemen einsetzbar sein. Unter einem Aufnahmeraum wird im Rahmen der Erfindung vorzugsweise ein vollständig separierter bzw. separierbarer Raum verstanden, der genug Platz zur Aufnahme eines Brennstoffzellen-Stacks für den Antrieb eines Kraftfahrzeugs bietet. Unter einer Speicherschicht wird im Rahmen der Erfindung vorzugsweise eine vollständig um den Aufnahmeraum herum angeordnete Schicht zur Aufnahme eines Speichermittels verstanden. Die gegenständliche Speicherschicht ist hierbei vorzugsweise unmittelbar angrenzend an den Aufnahmeraum angeordnet. Als Reaktionswärme wird im Rahmen der Erfindung ferner insbesondere die bei der Brennstoffzellenreaktion im Betrieb des Brennstoffzellen-Stacks erzeugte Wärme verstanden. Unter einem Fluid wird im Rahmen der Erfindung ferner insbesondere ein zumindest tlw. gasförmiges oder flüssiges Medium verstanden, dass im vorliegenden Fall vorzugsweise in Form von Wasserstoff oder Luft bzw. Sauerstoff gebildet sein kann. Im Rahmen einer besonders kompakten und konstruktiv einfach herstellbaren Ausführung kann die erfindungsgemäße Vorrichtung vorzugsweise derart aufgebaut sein, dass der Aufnahmeraum insbesondere vollumfänglich unmittelbar an die Speicherschicht angrenzt und/oder die Speicherschicht insbesondere vollumfänglich unmittelbar an die Isolationsschicht angrenzt und/oder die Isolationsschicht insbesondere vollumfänglich unmittelbar an die Umgebung angrenzt. Vorteilhafterweise kann im Rahmen einer solchen Anordnung vorgesehen sein, dass die Schichtstruktur der gegenständlichen Vorrichtung neben dem Aufnahmeraum lediglich die Speicherschicht und die Isolationsschicht aufweist, d. h., dass die Schichtstruktur aus Aufnahmeraum, Speicherschicht und Isolationsschicht besteht und keine anderen Schichten, insbesondere keine anderen Funktionsschichten vorgesehen sind. Alternativ ist es allerdings auch denkbar, dass neben dem Aufnahmeraum, der Speicherschicht und der Isolationsschicht auch weitere Schichten, bspw. eine zwischen der Speicherschicht und der Isolationsschicht angeordnete Luftschicht oder eine evakuierte Schicht vorliegt.
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Im Rahmen einer konstruktiv möglichst einfachen und kostengünstigen Möglichkeit einer effektiven Speicherung von Reaktionswärme zur Verhinderung von Kaltstarts oder Frostschäden an einem Brennstoffzellensystem kann gegenständlich vorteilhafter Weise vorgesehen sein, dass die Speicherschicht einen Latentwärmespeicher aufweist, wobei der Latentwärmespeicher vorzugsweise einen Arbeitsbereich innerhalb eines Temperaturbereiches von 40 bis 120 °C, insbesondere einen Arbeitsbereich innerhalb eines Temperaturbereiches von 50 bis 95 °C aufweist. Unter einem Arbeitsbereich wird hierbei vorzugsweise der Bereich verstanden bis zu dem sich der Latentwärmespeicher unter Energieaufnahme aufheizen kann und bis zu dem er sich unter Energieabgabe abkühlen kann. Hierbei kann der Latentwärmespeicher vorzugsweise derart ausgebildet sein, dass er durch einen Aggregatszustandswechsel Wärme speichern bzw. abgeben kann, vorzugsweise über einen Phasenübergang von flüssig nach fest oder umgekehrt. So kann der Latentwärmespeicher bspw. während des Betriebs des Brennstoffzellen-Stacks, die während der Brennstoffzellenreaktion entstehende Wärmeenergie aufnehmen und dabei vorzugsweise vollständig in den flüssigen Zustand überführt werden. Nach einer Außerbetriebnahme des Brennstoffzellen-Stacks kann der Latentwärmespeicher dann nach und nach die aufgenommene Energie abgeben und dabei in den festen Zustand übergehen, was vorzugsweise über Stunden oder Tage erfolgen kann. Auf diese Weise kann ein Brennstoffzellen-Stack, der bspw. in einem Fahrzeug bei Umgebungstemperaturen unterhalb des Gefrierpunktes eingesetzt wird effektiv vor Kaltstarts oder Frostschäden geschützt werden.
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Im Rahmen einer besonders kostengünstigen und allgemein verfügbaren Möglichkeit des Einsatzes eines Latentwärmespeichers ist es hierbei insbesondere vorstellbar, dass der Latentwärmespeicher in Form eines Salzes, insbesondere zumindest tlw. aus einem Gemisch von Magnesiumnitrat und Magnesiumchlorid und/oder einem Gemisch aus Magnesiumnitrat und Lithiumnitrat und/oder Natriumoxid und/oder Bariumoxid und/oder Magnesiumnitrat gebildet ist. Alternativ kann der Latentwärmespeicher auch in Form eines Öls oder dergleichen gebildet sein.
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Im Hinblick auf eine möglichst effektive Speicherung der Reaktionsenergie eines Brennstoffzellen-Stacks, insbesondere der Verhinderung der Abgabe der Wärme an die Umgebung kann gegenständlich zudem vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass die Isolationsschicht zumindest tlw. aus einem Material mit einem Wärmeleitkoeffizienten (λ) von weniger als 0,1 W/mK, vorzugsweise zumindest tlw. aus einem Material mit einem Wärmeleitkoeffizienten (λ) von weniger als 0,05 W/mK, insbesondere zumindest tlw. aus einem Material mit einem Wärmeleitkoeffizienten (λ) von weniger als 0,01 W/mK gebildet ist. Hierbei versteht sich, dass die Isolationsschicht vorteilhafterweise auch vollständig aus einem Material mit einem Wärmeleitkoeffizienten (λ) von weniger als 0,1 W/mK, vorzugsweise weniger als 0,05, insbesondere weniger als 0,01 W/mK gebildet sein kann. Hierbei kann die Isolationsschicht in Form eines synthetischen, eines mineralisch synthetischen oder eines mineralischen Materials gebildet sein.
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Ebenso ist es denkbar, dass die Isolationsschicht in Form eines pflanzlichen oder tierischen Materials gebildet ist. Hierbei kann ein synthetisches Material, bspw. in Form eines geschäumten Kunststoffes gebildet sein, vorzugsweise in Form von Polystyrol, Polyurethan oder Polyethylen. Ein mineralisch synthetisches oder mineralisches Material kann ferner zumindest tlw. in Form von mineralischen Fasern, wie Mineralwolle oder Glaswolle oder mineralischen Schäumen, wie Bimsstein, Blähglas oder dergleichen vorliegen. Als pflanzliche Rohstoffe kommen ferner bspw. Holzfasern, Holzwolle oder Kork in Frage. Als tierische Materialien ferner bspw. Schafswolle.
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Zur Gewährleistung einer einfachen Verbindung eines innerhalb der erfindungsgemäßen Vorrichtung angeordneten Brennstoffzellen-Stacks mit stromführenden Leitern und einem messtechnischen Zugang zu dem Brennstoffzellen-Stack auch von außerhalb der Vorrichtung aus, ist es erfindungsgemäß insbesondere denkbar, dass ein dritter Anschlussbereich mit Anschlüssen zum Anschluss von stromführenden Leitern vorgesehen ist, wobei der dritte Anschlussbereich vorzugsweise entfernt von dem ersten und zweiten Anschlussbereich angeordnet ist, insbesondere senkrecht zum ersten und zweiten Anschlussbereich. Eine solche Ausgestaltung ermöglicht ferner insbesondere eine einfache und kostengünstige Integration eines Brennstoffzellensystems, insbesondere in bereits bestehende brennstoffzellenbetriebene Systeme.
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Im Rahmen einer konstruktiv einfach herstellbaren und individuell anpassbaren Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann gegenständlich vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass die Begrenzungsflächen zur Begrenzung des Aufnahmeraums von der Speicherschicht und/oder zur Begrenzung der Speicherschicht von der Isolationsschicht und/oder zur Begrenzung der Isolationsschicht nach außen vorgesehen sind, wobei die Begrenzungsflächen vorzugsweise aus unterschiedlichen Materialien gebildet sind, wobei sich die Materialien insbesondere hinsichtlich ihrer Wärmeleitfähigkeit stark voneinander unterscheiden. Derartige Flächen könnten bspw. bei einer Herstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung über ein Extrusionsverfahren integriert werden. Unter einem starken Unterschied einzelner Flächen hinsichtlich ihrer Wärmeleitfähigkeit wird hierbei im Rahmen der Erfindung insbesondere ein Unterschied von zumindest 100 W/mK verstanden.
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Um hierbei eine besonders effiziente Wärmeübertragung der Reaktionswärme eines innerhalb des Aufnahmeraums angeordneten Brennstoffzellen-Stacks auf die Speicherschicht zu gewährleisten, kann gegenständlich vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass der Aufnahmeraum und/oder die Speicherschicht zumindest eine Begrenzungsfläche aufweisen, die zumindest tlw. aus einem Material mit einem Wärmeleitkoeffizienten (λ) von mehr als 50 W/mK, vorzugsweise mit einem Wärmeleitkoeffizienten (λ) von mehr als 100 W/mK, insbesondere mit einem Wärmeleitkoeffizienten (λ) von mehr als 200 W/mK gebildet sind. Eine derartige Begrenzungsfläche bzw. derartige Begrenzungsflächen können bspw. aus einem Aluminiumwerkstoff oder einem Kupferwerkstoff gebildet sein. Ebenso ist es im Hinblick auf eine besonders effektive Wärmeisolation der Speicherschicht bzw. der Isolationsschicht denkbar, dass die Isolationsschicht und/oder die Speicherschicht zumindest eine Begrenzungsfläche aufweisen, die zumindest tlw. aus einem Material mit einem Wärmeleitkoeffizienten (λ) von weniger als 0,1 W/mK, vorzugsweise mit einem Wärmeleitkoeffizienten (λ) von weniger als 0,05 W/mK, insbesondere mit einem Wärmeleitkoeffizienten (λ) von weniger als 0,01 W/mK gebildet sind. Eine derartige Begrenzungsfläche bzw. derartige Begrenzungsflächen können bspw. aus einem Kunststoff, insbesondere einem schaumartigen Kunststoff oder dergleichen gebildet sein.
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Um ein einfaches, schnelles und komfortables Verbinden der Anschlüsse mit den fluidführenden Leitungen oder den stromführenden Leitern zu ermöglichen, ist es erfindungsgemäß ferner denkbar, dass die Anschlüsse Kupplungselemente zum einfachen und schnellen Verbinden und Lösen der fluidführenden Leitungen und/oder der stromführenden Leiter aufweisen. Solche Kupplungselemente können insbesondere als Steckverbinder mit Rastvorsprüngen und entsprechenden Ausnehmung oder dergleichen gebildet sein.
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Im Rahmen einer möglichst einfach zu gewährleistenden vollständigen und gleichzeitig separierbaren Versorgung der gegenständlichen Vorrichtung mit den benötigten Fluiden ist es ferner vorstellbar, dass die Anschlussbereiche zumindest jeweils zwei Anschlüsse, vorzugsweise zumindest jeweils drei Anschlüsse zum Anschluss der fluidführenden Zuführleitungen und der fluidführenden Abführleitungen aufweisen. Ein erster Anschlussbereich kann hierbei vorzugsweise für ein erstes Gas, insbesondere Wasserstoff gebildet sein, während ein zweiter Anschlussbereich vorzugsweise für ein zweites Gas, insbesondere Luft oder Sauerstoff gebildet sein kann. Über einen dritten Anschlussbereich kann zudem ein Kühlmittel oder dergleichen in einen Brennstoffzellen-Stack eingeführt werden. Für die Anschlussbereiche zum Anschluss für stromführende Leiter können zudem vorzugsweise mehr als zwei, insbesondere zumindest fünf Anschlüsse vorgesehen sein.
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Ebenfalls Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Brennstoffzellensystem zur Verwendung in einem Kraftfahrzeug. Hierbei umfasst das Brennstoffzellensystem eine voranstehend beschriebene Vorrichtung zur Aufnahme eines Brennstoffzellen-Stacks, einen Brennstoffzellen-Stack zur Gewinnung einer Antriebsenergie für den Antrieb eines Kraftfahrzeugs sowie eine erste und eine zweite fluidführende Zuführleitung und eine erste und zweite fluidführende Abführleitung, wobei die fluidführenden Zuführleitungen und die fluidführenden Abführleitungen über durch die Isolationsschicht und die Speicherschicht verlaufenden Anschlüsse mit dem Brennstoffzellen-Stack verbunden sind. Damit weist das erfindungsgemäße Brennstoffzellensystem die gleichen Merkmale und Vorteile auf, wie sie bereits ausführlich in Bezug auf die erfindungsgemäße Vorrichtung beschrieben worden sind.
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Ebenfalls Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Kraftfahrzeug, umfassend eine voranstehend beschriebene Vorrichtung zur Aufnahme eines Brennstoffzellen-Stacks, insbesondere umfassend ein voranstehend beschriebenes Brennstoffzellensystem.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.
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Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Aufnahme eines Brennstoffzellen-Stacks für die Anordnung in einem Kraftfahrzeug gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
- 2 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Brennstoffzellen-Systems zur Verwendung in einem Kraftfahrzeug gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel.
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1 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 2 zur Aufnahme eines Brennstoffzellen-Stacks 4 für die Anordnung in einem Kraftfahrzeug gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel.
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Wie aus 1 erkennbar ist, umfasst die Vorrichtung 2 einen Aufnahmeraum 6 zur Aufnahme eines Brennstoffzellen-Stacks 4, eine um den Aufnahmeraum 6 herum angeordnete Speicherschicht 8 zur Speicherung von Reaktionswärme des Brennstoffzellen-Stacks 4 sowie eine um die Speicherschicht 8 herum angeordnete Isolationsschicht 10 zur Wärmeisolation gegenüber der Umgebung. Zudem umfasst die Vorrichtung 2 einen ersten Anschlussbereich 12a mit Anschlüssen 20 zum Anschluss von fluidführenden Zuführleitungen 14a sowie einen zweiten Anschlussbereich 12b mit Anschlüssen 20 zum Anschluss von fluidführenden Abführleitungen 14b, wobei die Anschlüsse 20 in den Anschlussbereichen 12a, 12b vollständig durch die Speicherschicht 8 und die Isolationsschicht 10 hindurch verlaufen.
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Zur effektiven Speicherung von Reaktionswärme zur Verhinderung von Kaltstarts oder Frostschäden an einem innerhalb des Aufnahmeraum 6 angeordneten Brennstoffzellen-Stack 4 weist die Speicherschicht 8 hierbei einen Latentwärmespeicher 26 auf, der bspw. einen Arbeitsbereich innerhalb eines Temperaturbereiches von 40 bis 120 °C, insbesondere einen Arbeitsbereich innerhalb eines Temperaturbereichs von 50 bis 95 °C aufweist. Der Latentwärmespeicher 26 ist vorliegend in Form eines Salzes ausgebildet. Als mögliche Salze können hierbei bspw. Gemische von Magnesiumnitrat und Magnesiumchlorid, Gemische aus Magnesiumnitrat und Lithiumnitrat oder aber auch Natriumhydroxid, Bariumhydroxid oder Magnesiumnitrat oder dergleichen verwendet werden. Alternativ können als Latentwärmespeicher auch Öle oder dergleichen Verwendung finden.
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Die Isolationsschicht 10 ist vorliegend aus einem Material mit einem Wärmeleitkoeffizienten λ von weniger als 0,1 W/mK ausgebildet. Im Rahmen einer besonders guten Isolierung kann auch ein Material mit einem Wärmeleitkoeffizienten λ von weniger als 0,05 W/mK oder weniger als 0,01 W/mK vorgesehen sein.
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Des Weiteren ist aus 1 erkennbar, dass auch ein dritter Anschlussbereich 12c mit Anschlüssen 20' zum Anschluss von stromführenden Leitern 18 vorgesehen ist, der vorliegend entfernt von dem ersten 12a und zweiten Anschlussbereich 12b angeordnet ist, insbesondere senkrecht zum ersten 12a und zweiten Anschlussbereich 12b.
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Des Weiteren sind aus 1 die Begrenzungsflächen 16 zur Begrenzung des Aufnahmeraums 6 von der Speicherschicht 8 bzw. zur Begrenzung der Speicherschicht 8 von der Isolationsschicht 10 bzw. zur Begrenzung der Isolationsschicht 10 nach außen zu erkennen, die vorliegend aus unterschiedlichen Materialien gebildet sind, die sich hinsichtlich ihrer Wärmeleitfähigkeit stark voneinander unterscheiden.
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Hierbei kann bspw. die Begrenzungsfläche 16 zur Begrenzung des Aufnahmeraums 6 von der Speicherschicht 8 im Hinblick auf eine effektive Aufnahme der Reaktionswärme eines innerhalb des Aufnahmeraums 6 angeordneten Brennstoffzellen-Stacks 4, aus einem Material mit einem Wärmeleitkoeffizienten λ von mehr als 50 W/mK vorzugsweise aus einem Material mit einem Wärmeleitkoeffizienten λ von mehr als 100 W/mK, insbesondere aus einem Material mit einem Wärmeleitkoeffizienten λ von mehr als 200 W/mK gebildet sein. Als Materialien bieten sich hierbei insbesondere ein Aluminiumwerkstoff oder ein Kupferwerkstoff an.
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Dagegen kann die Begrenzungsfläche zur Begrenzung der Isolationsschicht 10 nach außen bzw. zur Abgrenzung an die Speicherschicht 8 in Form eines Materials mit einem Wärmeleitkoeffizienten λ von weniger als 0,1 W/mK, vorzugsweise mit einem Wärmeleitkoeffizienten λ von weniger als 0,05 W/mK, insbesondere mit einem Wärmeleitkoeffizienten λ von weniger als 0,01 W/mK gebildet sein.
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Um ein einfaches, schnelles und komfortables Verbinden der Anschlüsse 20,20' mit den fluidführenden Leitungen 14a, 14b bzw. den stromführenden Leitern 18 zu gewährleisten, sind ferner an den Anschlüssen 20, 20' angeordnete Kupplungselemente 22 vorgesehen, die ein schnelles Verbinden und Lösen der Leitungen bzw. Leiter ermöglichen.
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Von den gemäß 1 jeweils drei nebeneinander dargestellten Anschlüssen 20 zum Anschluss von fluidführenden Zuführleitungen 14a bzw. zum Anschluss von fluidführenden Abführleitungen 14b ist vorzugsweise eine zum Transport von Wasserstoff, eine zum Transport von Luft bzw. Sauerstoff und eine bspw. zum Transport von Wasser als Kühlmittel vorgesehen. Die vorliegend fünf angeordneten Anschlüsse 20' zum Anschluss von stromführenden Leitern 18 können ferner zum Abgreifen eines Stroms bzw. einer Spannung oder zum Anschluss weiterer Messtechnik oder dergleichen dienen.
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2 zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Brennstoffzellensystems 1 zur Verwendung in einem Kraftfahrzeug gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel.
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Wie gemäß 2 erkennbar, weist das Brennstoffzellensystem 1 zur Verwendung in einem Kraftfahrzeug neben der erfindungsgemäßen Vorrichtung 2 einen Brennstoffzellen-Stack 4 zur Gewinnung einer Antriebsenergie für den Antrieb des Kraftfahrzeugs, eine erste, zweite und dritte fluidführende Zuführleitung 14a, eine erste, zweite und dritte fluidführende Abführleitung 14b sowie fünf stromführende Leiter 18 auf, wobei die fluidführenden Zuführleitungen 14a, die fluidführenden Abführleitungen 14b und die Leiter 18 vorliegend über durch die Isolationsschicht 10 und die Speicherschicht 8 verlaufende Anschlüsse 20 bzw. 20' mit dem Brennstoffzellen-Stack 4 verbunden sind.
