DE102020213319A1 - Treatment of residual gases from a hydrogen-oxygen fuel cell - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Behandeln von Restgasen (16, 18) von wenigstens einer Wasserstoff-Sauerstoff-Brennstoffzelle (12), bei dem:- wenigstens ein erstes wasserstoffhaltiges Restgas (16) und ein zweites sauerstoffhaltiges Restgas (18) einem gemeinsamen Restgaskreislauf (14) einer Restgasbehandlungsvorrichtung (10) zugeführt werden, wodurch im Restgaskreislauf (14) ein Restgasgemisch (22) gebildet wird, wobei das erste und das zweite Restgas (16, 18) von der wenigstens einen Wasserstoff-Sauerstoff-Brennstoffzelle (12) zunächst einem jeweiligen ersten beziehungsweise zweiten Restgasspeicher (26, 28) zugeführt werden, wobei das erste und das zweite Restgas (16, 18) dem Restgaskreislauf (14) aus dem jeweiligen ersten beziehungsweise zweiten Restgasspeicher (26, 28) zugeführt werden.The invention relates to a method for treating residual gases (16, 18) from at least one hydrogen-oxygen fuel cell (12), in which: 14) are fed to a residual gas treatment device (10), whereby a residual gas mixture (22) is formed in the residual gas circuit (14), the first and the second residual gas (16, 18) from the at least one hydrogen-oxygen fuel cell (12) initially being respective first or second residual gas reservoir (26, 28), the first and the second residual gas (16, 18) being fed to the residual gas circuit (14) from the respective first or second residual gas reservoir (26, 28).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Behandeln von Restgasen von wenigstens einer Wasserstoff-Sauerstoff-Brennstoffzelle, bei dem wenigstens ein erstes wasserstoffhaltiges Restgas und ein zweites sauerstoffhaltiges Restgas einem gemeinsamen Restgaskreislauf einer Restgasbehandlungsvorrichtung zugeführt werden, wodurch im Restgaskreislauf ein Restgasgemisch gebildet wird. Die Erfindung betrifft ferner eine Restgasbehandlungsvorrichtung zum Behandeln von Restgasen wenigstens einer Wasserstoff-Sauerstoff-Brennstoffzelle, mit einem Restgaskreislauf, dem ein erstes wasserstoffhaltiges Restgas und ein zweites sauerstoffhaltiges Restgas zuführbar ist, um ein Restgasgemisch im Restgaskreislauf zu bilden, und einer Rekombinationseinrichtung, die im Restgaskreislauf angeordnet ist und die ausgebildet ist, im Restgasgemisch enthaltenen Wasserstoff mit im Restgasgemisch enthaltenem Sauerstoff zumindest teilweise zu Wasser zu rekombinieren. Schließlich betrifft die Erfindung auch eine Steuereinrichtung zum Steuern einer Restgasbehandlungsvorrichtung, wobei die Steuereinrichtung ausgebildet ist, das Zuführen von einem ersten wasserstoffhaltigen Restgas und einem zweiten sauerstoffhaltigen Restgas zu einem Restgaskreislauf der Restgasbehandlungsvorrichtung zu steuern, um im Restgaskreislauf ein Restgasgemisch zu bilden.The invention relates to a method for treating residual gases from at least one hydrogen-oxygen fuel cell, in which at least a first residual gas containing hydrogen and a second residual gas containing oxygen are fed to a common residual gas circuit of a residual gas treatment device, as a result of which a residual gas mixture is formed in the residual gas circuit. The invention also relates to a residual gas treatment device for treating residual gases from at least one hydrogen-oxygen fuel cell, with a residual gas circuit to which a first hydrogen-containing residual gas and a second oxygen-containing residual gas can be fed in order to form a residual gas mixture in the residual gas circuit, and a recombination device which is in the residual gas circuit is arranged and is designed to at least partially recombine hydrogen contained in the residual gas mixture with oxygen contained in the residual gas mixture to form water. Finally, the invention also relates to a control device for controlling a residual gas treatment device, the control device being designed to control the supply of a first hydrogen-containing residual gas and a second oxygen-containing residual gas to a residual gas circuit of the residual gas treatment device in order to form a residual gas mixture in the residual gas circuit.

Brennstoffzellen, Brennstoffzellenanordnungen mit einer Mehrzahl von Brennstoffzellen, Verfahren zu deren Betrieb sowie Steuereinrichtungen hierfür sind im Stand der Technik umfänglich bekannt, so zum Beispiel aus „Direkte Energieumwandlung“ von Wolf-J. Schmidt-Küster, Franckh'sche Verlagsbuchhandlung, W. Keller & Co. Stuttgart, 1968 sowie weitere. Brennstoffzellen sind galvanische Zellen, die bei einer, insbesondere exergonen, chemischen Reaktion von wenigstens zwei Reaktionsgasen freiwerdende Energie zumindest teilweise als elektrische Energie bereitstellen. Brennstoffzellen dienen somit unter anderem der elektrischen, aber unter Umständen auch der thermischen Energieversorgung. Sie werden unter anderem bei stationären Anwendungen eingesetzt, um beispielsweise unterbrechungsfreie Energieversorgungen, Inselnetze und/oder dergleichen bereitstellen zu können. Darüber hinaus kann auch Wärmeenergie für Heizungszwecke mit Brennstoffzellen bereitgestellt werden.Fuel cells, fuel cell arrangements with a plurality of fuel cells, methods for their operation and control devices for this are extensively known in the prior art, for example from "Direkte Energieumwandlung" by Wolf-J. Schmidt-Kuster, Franckh'sche Verlagsbuchhandlung, W. Keller & Co. Stuttgart, 1968 and others. Fuel cells are galvanic cells that provide at least some of the energy released during a chemical reaction, in particular an exergonic, chemical reaction of at least two reaction gases, as electrical energy. Fuel cells are therefore used, among other things, for electrical, but under certain circumstances also for thermal energy supply. They are used, among other things, in stationary applications in order to be able to provide, for example, uninterruptible energy supplies, stand-alone grids and/or the like. In addition, thermal energy for heating purposes can also be provided with fuel cells.

Zunehmend ist der Einsatz von Brennstoffzellen jedoch auch bei Fahrzeugen, beispielsweise Wasserfahrzeugen, Luftfahrzeugen, aber auch bei Kraftfahrzeugen vorgesehen, insbesondere bei elektrisch antreibbaren Fahrzeugen wie beispielsweise Elektrofahrzeuge, Hybridfahrzeuge oder dergleichen. Jedoch finden Brennstoffzellen mittlerweile auch verbreitet Anwendung bei Wasserfahrzeugen, beispielsweise bei Fähren, Unterwasserbooten und/oder dergleichen.Increasingly, however, fuel cells are also being used in vehicles, for example watercraft, aircraft, but also in motor vehicles, in particular in electrically powered vehicles such as electric vehicles, hybrid vehicles or the like. However, fuel cells are now also widely used in water vehicles, for example in ferries, submarines and/or the like.

Häufig ist auch vorgesehen, dass die Reichweite von elektrisch antreibbaren Fahrzeugen durch die Nutzung von Brennstoffzellen verbessert werden soll, bei denen neben oder alternativ zum Einsatz von einer jeweiligen Fahrzeugbatterie zur elektrischen Energieversorgung einer elektrischen Antriebseinrichtung des Fahrzeugs auch Brennstoffzellen vorgesehen werden.It is also often provided that the range of electrically powered vehicles is to be improved by using fuel cells, in which fuel cells are also provided in addition to or as an alternative to using a respective vehicle battery for supplying electrical energy to an electrical drive device of the vehicle.

In der Regel stellt eine einzelne Brennstoffzelle im bestimmungsgemäßen Betrieb an ihren Elektroden jeweils eine vergleichsweise kleine elektrische Gleichspannung bereit, die in der Regel erheblich kleiner als eine Betriebsspannung einer elektrischen Einrichtung ist, die mittels der Brennstoffzelle mit elektrischer Energie versorgt werden soll. Daher ist es häufig üblich, eine Mehrzahl von Brennstoffzellen elektrisch in Reihe zu schalten, um die Betriebsspannung erreichen zu können. Dadurch können Brennstoffzellenanordnungen beziehungsweise Brennstoffzellenmodule gebildet werden, die die entsprechende Betriebsspannung bereitstellen können.As a rule, when operated as intended, a single fuel cell provides a comparatively small electrical DC voltage at its electrodes, which is generally considerably lower than an operating voltage of an electrical device that is to be supplied with electrical energy by the fuel cell. Therefore, it is often common to electrically connect a plurality of fuel cells in series in order to be able to reach the operating voltage. As a result, fuel cell arrangements or fuel cell modules can be formed which can provide the appropriate operating voltage.

Eine häufig verwendete Art einer Brennstoffzelle ist die Wasserstoff-Sauerstoff-Brennstoffzelle, bei der in einer elektrochemischen Reaktion von Wasserstoff und Sauerstoff in der Regel elektrische Energie und Wärme erzeugt werden. Die Zufuhr von Sauerstoff kann auch durch Luft ersetzt oder ergänzt sein, je nach Konstruktion der Brennstoffzelle. Als Reaktionsprodukt entsteht unter anderem Wasser. Darüber hinaus sind aus der Brennstoffzelle im Bereich der jeweiligen Elektrode entsprechende Restgase abzuführen, so beispielsweise an der als Anode dienenden Elektrode ein erstes wasserstoffhaltiges Restgas und an der als Kathode dienenden Elektrode ein zweites sauerstoffhaltiges Restgas.A commonly used type of fuel cell is the hydrogen-oxygen fuel cell, which typically produces electrical energy and heat in an electrochemical reaction of hydrogen and oxygen. The supply of oxygen can also be replaced or supplemented by air, depending on the design of the fuel cell. One of the reaction products is water. In addition, corresponding residual gases must be discharged from the fuel cell in the area of the respective electrode, for example a first hydrogen-containing residual gas at the electrode serving as anode and a second oxygen-containing residual gas at the electrode serving as cathode.

Im bestimmungsgemäßen Betrieb der Wasserstoff-Sauerstoff-Brennstoffzelle wird Wasserstoff der Anode zugeführt, wohingegen Sauerstoff der Kathode zugeführt wird. Die Elektroden stehen über einen Elektrolyten, der beispielsweise durch eine Polymerelektrolytmembran oder dergleichen gebildet sein kann, elektrochemisch miteinander in Wechselwirkung. Das Zuführen des Wasserstoffs als erstes Reaktionsgas kann entweder durch ein reines Wasserstoffgas oder auch durch ein wasserstoffhaltiges Brenngas realisiert sein. Ebenso kann das Zuführen des Sauerstoffs als zweites Reaktionsgas durch reines Sauerstoffgas oder beispielsweise auch in Form von Luft realisiert sein.In normal operation of the hydrogen-oxygen fuel cell, hydrogen is supplied to the anode, whereas oxygen is supplied to the cathode. The electrodes interact electrochemically with one another via an electrolyte, which can be formed, for example, by a polymer electrolyte membrane or the like. The supply of hydrogen as the first reaction gas can be realized either by a pure hydrogen gas or by a fuel gas containing hydrogen. Likewise, the supply of oxygen as the second reaction gas can be realized by pure oxygen gas or, for example, in the form of air.

Bei einer derartigen Wasserstoff-Sauerstoff-Brennstoffzelle wird in der Regel eine Gleichspannung zwischen den Elektroden bereitgestellt, die zum Beispiel etwa 1 V oder weniger betragen kann. Daher wird üblicherweise eine Mehrzahl von Brennstoffzellen elektrisch in Reihe geschaltet betrieben und kann zu einem Brennstoffzellenstapel einer Brennstoffzellenanordnung zusammengefasst sein.In such a hydrogen-oxygen fuel cell, a DC voltage is usually provided between the electrodes for example about 1 V or less. A plurality of fuel cells is therefore usually operated electrically connected in series and can be combined to form a fuel cell stack of a fuel cell arrangement.

Darüber hinaus ist zu bedenken, dass bei der Zuführung von Wasserstoff beziehungsweise Sauerstoff in Gasform auch Bestandteile enthalten sein können, die nicht an der elektrochemischen Reaktion teilnehmen, beispielsweise Inertgasanteile oder dergleichen. Auch diese Bestandteile sollen mit den Restgasen aus der Wasserstoff-Sauerstoff-Brennstoffzelle abgeführt werden. Weiterhin ist zu bedenken, dass das jeweilige erste beziehungsweise zweite Restgas auch noch Anteile eines jeweiligen im Reaktionsprozess nicht umgesetzten Reaktionsgases enthalten kann. Dies kann zu gefährlichen Zuständen führen, wenn nämlich zum Beispiel ein zündfähiges Gemisch entstehen kann.In addition, it should be considered that when hydrogen or oxygen is supplied in gaseous form, components that do not take part in the electrochemical reaction, for example inert gas components or the like, can also be present. These components are also to be discharged with the residual gases from the hydrogen-oxygen fuel cell. Furthermore, it should be considered that the respective first or second residual gas can also contain portions of a respective reaction gas that has not reacted in the reaction process. This can lead to dangerous conditions, for example if an ignitable mixture can form.

Daher ist eine entsprechende geeignete Behandlung der Restgase von der Wasserstoff-Sauerstoff-Brennstoffzelle gewünscht. Eine derartige Behandlung offenbart zum Beispiel die WO 2020/038907 A1 , die ein Verfahren zur Behandlung wasserstoffhaltiger und sauerstoffhaltiger Restgase von Brennstoffzellen sowie ein Restgasbehandlungssystem offenbart. Die Lehre der WO 2020/038907 A1 eignet sich nicht nur, aber besonders für einen im Wesentlichen geschlossenen Betrieb einer Brennstoffzellenanordnung, bei der die Restgase nicht ohne Weiteres an eine Umgebung, beispielsweise eine Umgebungsatmosphäre oder dergleichen, abgegeben werden sollen. Auch wenn sich diese Lehre bewährt hat, so zeigen sich dennoch Nachteile. Gerade bei Betriebszustandsänderungen der Brennstoffzelle, insbesondere bei einem Einschaltvorgang beziehungsweise bei einem Ausschaltvorgang der Brennstoffzelle, kann im Restgaskreislauf eine unerwünschte Gaszusammensetzung des Restgasgemisches entstehen, die die optimale Nutzung gemäß der Lehre der WO 2020/038907 A1 beeinflussen kann.Accordingly, appropriate treatment of the residual gases from the hydrogen-oxygen fuel cell is desired. Such treatment is disclosed, for example, in WO 2020/038907 A1 , which discloses a method for treating hydrogen-containing and oxygen-containing residual gases from fuel cells and a residual gas treatment system. The lesson of WO 2020/038907 A1 is suitable not only, but particularly, for essentially closed operation of a fuel cell arrangement, in which the residual gases are not intended to be readily discharged into an environment, for example an ambient atmosphere or the like. Even if this teaching has proven its worth, there are still disadvantages. Especially when the operating state of the fuel cell changes, in particular when the fuel cell is switched on or switched off, an undesirable gas composition of the residual gas mixture can arise in the residual gas circuit, which the optimal use according to the teaching of WO 2020/038907 A1 can affect.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren, eine Restgasbehandlungsvorrichtung sowie eine Steuereinrichtung hierfür zu verbessern, um insbesondere auch bei variablen Betriebszuständen der Wasserstoff-Sauerstoff-Brennstoffzelle eine weitgehend optimale Restgasbehandlung realisieren zu können.The invention is based on the object of improving a method, a residual gas treatment device and a control device for this in order to be able to implement largely optimal residual gas treatment, in particular even with variable operating states of the hydrogen-oxygen fuel cell.

Als Lösung werden mit der Erfindung ein Verfahren, eine Restgasbehandlungsvorrichtung sowie eine Steuereinrichtung gemäß den unabhängigen Ansprüchen vorgeschlagen.As a solution, a method, a residual gas treatment device and a control device according to the independent claims are proposed with the invention.

Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich durch Merkmale der abhängigen Ansprüche.Advantageous developments result from features of the dependent claims.

In Bezug auf ein gattungsgemäßes Verfahren wird mit der Erfindung insbesondere vorgeschlagen, dass das erste und das zweite Restgas von der wenigstens einen Wasserstoff-Sauerstoff-Brennstoffzelle zunächst einem jeweiligen ersten beziehungsweise zweiten Restgasspeicher zugeführt werden, wobei das erste und das zweite Restgas dem Restgaskreislauf aus dem jeweiligen ersten beziehungsweise zweiten Restgasspeicher zugeführt werden.With regard to a generic method, the invention proposes in particular that the first and the second residual gas from the at least one hydrogen-oxygen fuel cell are first fed to a respective first or second residual gas store, with the first and the second residual gas being fed to the residual gas circuit from the respective first or second residual gas storage are supplied.

In Bezug auf eine gattungsgemäße Restgasbehandlungsvorrichtung wird mit der Erfindung insbesondere vorgeschlagen, dass diese einen ersten und zweiten Restgasspeicher zum Zuführen des jeweiligen ersten beziehungsweise zweiten Restgases von der wenigstens einen Wasserstoff-Sauerstoff-Brennstoffzelle aufweist, wobei die Restgasbehandlungsvorrichtung ausgebildet ist, das erste und das zweite Restgas dem Restgaskreislauf aus dem jeweiligen ersten beziehungsweise zweiten Restgasspeicher zuzuführen.With regard to a generic residual gas treatment device, the invention proposes in particular that it has a first and second residual gas reservoir for supplying the respective first and second residual gas from the at least one hydrogen-oxygen fuel cell, with the residual gas treatment device being designed as the first and the second To supply residual gas to the residual gas circuit from the respective first or second residual gas storage.

In Bezug auf eine gattungsgemäße Steuereinrichtung wird mit der Erfindung insbesondere vorgeschlagen, dass die Steuereinrichtung ausgebildet ist, das Zuführen des ersten und des zweiten Restgases zum Restgaskreislauf aus einem jeweiligen ersten beziehungsweise zweiten Restgasspeicher der Restgasbehandlungsvorrichtung zu steuern, denen das jeweilige erste und zweite Restgas von der wenigstens einen Wasserstoff-Sauerstoff-Brennstoffzelle zuführbar ist.With regard to a generic control device, the invention proposes in particular that the control device be designed to control the supply of the first and second residual gas to the residual gas circuit from a respective first and second residual gas storage device of the residual gas treatment device, to which the respective first and second residual gas from the at least one hydrogen-oxygen fuel cell can be supplied.

Die Erfindung basiert unter anderem auf dem Gedanken, dass durch das Speichern der ersten und zweiten Restgase in jeweiligen Restgasspeichern eine Zusammensetzung des Restgasgemisches im Restgaskreislauf auf einfache Weise zuverlässig gesteuert werden kann. Dadurch können insbesondere Zustandsänderungen der wenigstens einen Wasserstoff-Sauerstoff-Brennstoffzelle gut berücksichtigt werden, die ansonsten unerwünschte Zusammensetzungen des Restgasgemisches im Restgaskreislauf zumindest kurzzeitig zur Folge haben können. Dies erlaubt es zugleich, die Sicherheit der Restgasbehandlung weiter zu verbessern.The invention is based, inter alia, on the idea that by storing the first and second residual gases in respective residual gas reservoirs, a composition of the residual gas mixture in the residual gas circuit can be reliably controlled in a simple manner. As a result, changes in the state of the at least one hydrogen-oxygen fuel cell can be well taken into account, which can otherwise result in undesirable compositions of the residual gas mixture in the residual gas circuit, at least for a short time. At the same time, this makes it possible to further improve the safety of the residual gas treatment.

Die Restgasspeicher können zum Beispiel als Tank-, Druckbehälter oder dergleichen ausgebildet sein. Darüber hinaus können die Restgasspeicher natürlich auch poröse Werkstoffe aufweisen, in denen die jeweiligen Restgase eingespeichert werden können, beispielsweise Zeolithe oder dergleichen. Natürlich können auch Kombinationen hiervon vorgesehen sein.The residual gas reservoirs can be designed, for example, as tanks, pressure vessels or the like. In addition, the residual gas reservoirs can of course also have porous materials in which the respective residual gases can be stored, for example zeolites or the like. Combinations of these can of course also be provided.

Der Restgaskreislauf ist vorzugsweise ein Gaskreislauf, der im Wesentlichen geschlossen ist und in dem das Restgas mittels einer Gasantriebseinrichtung in eine Strömungsrichtung angetrieben werden kann, um im Restgaskreislauf zu zirkulieren. Der Restgaskreislauf kann vorzugsweise einen Tank, beispielsweise einen Vakuumtank oder dergleichen, aufweisen. Darüber hinaus kann eine Leitung an den Tank angeschlossen sein, die die Gasantriebseinrichtung wie beispielsweise einen Zirkulator oder dergleichen umfassen kann. Darüber hinaus kann an der Leitung auch ein Wasserabscheider angeschlossen sein, an dem in den Restgasen enthaltenes Wasser abgeschieden und aus dem Restgaskreislauf abgeführt werden kann.The residual gas circuit is preferably a gas circuit that is essentially closed and in which the residual gas is released by means of a gas drive device can be driven in a flow direction to circulate in the residual gas circuit. The residual gas circuit can preferably have a tank, for example a vacuum tank or the like. In addition, a line can be connected to the tank, which can include the gas propulsion device such as a circulator or the like. In addition, a water separator can also be connected to the line, where the water contained in the residual gases can be separated and discharged from the residual gas circuit.

Die Restgasbehandlungsvorrichtung kann vorzugsweise auch eine Rekombinationseinrichtung umfassen, die im Restgaskreislauf angeordnet beziehungsweise Bestandteil von diesem ist. Mittels der Rekombinationseinrichtung kann im Restgasgemisch enthaltener Wasserstoff mit im Restgasgemisch enthaltenem Sauerstoff zumindest teilweise zu Wasser rekombiniert werden, sodass die in der wenigstens einen Brennstoffzelle nicht verbrauchten Anteile von Wasserstoff und Sauerstoff reduziert werden können. Besonders in Verbindung mit dem Wasserabscheider kann somit nicht nur die Menge an Restgasgemisch reduziert werden, sondern es kann darüber hinaus auch die Bildung von gefährlichen Zuständen reduziert, wenn nicht sogar vollständig vermieden werden. Zündfähige Gemische basierend auf einem Gemisch, welches Wasserstoff und Sauerstoff enthält, können somit weitgehend reduziert werden.The residual gas treatment device can preferably also include a recombination device, which is arranged in the residual gas circuit or is a component of it. By means of the recombination device, hydrogen contained in the residual gas mixture can be at least partially recombined with oxygen contained in the residual gas mixture to form water, so that the proportion of hydrogen and oxygen not consumed in the at least one fuel cell can be reduced. Especially in connection with the water separator, not only can the amount of residual gas mixture be reduced, but the formation of dangerous conditions can also be reduced, if not completely avoided. Inflammable mixtures based on a mixture containing hydrogen and oxygen can thus be largely reduced.

Anders als im Stand der Technik ist es bei der Erfindung somit nicht vorgesehen, die Restgase der wenigstens einen Brennstoffzelle dem Restgaskreislauf im Wesentlichen unmittelbar zuzuführen. Vielmehr werden die Restgase zunächst den jeweiligen, ihnen zugeordneten Restgasspeichern zugeführt und können von hier aus in vorgebbarer Weise dem Restgaskreislauf zugeführt werden. Durch die Nutzung der Restgasspeicher kann somit nicht nur die zugeführte Menge der Restgase kontrolliert beziehungsweise gesteuert werden, sondern es können darüber hinaus auch Druckschwankungen, Temperaturschwankungen und/oder dergleichen ausgeglichen werden. Der Betrieb der Restgasbehandlungsvorrichtung kann somit verbessert werden.In contrast to the prior art, the invention therefore does not provide for the residual gases of the at least one fuel cell to be supplied essentially directly to the residual gas circuit. Rather, the residual gases are first fed to the respective residual gas reservoirs assigned to them and can be fed from here to the residual gas circuit in a predeterminable manner. By using the residual gas reservoir, not only can the quantity of residual gases supplied be monitored or controlled, but pressure fluctuations, temperature fluctuations and/or the like can also be compensated for. The operation of the residual gas treatment device can thus be improved.

Gemäß einer Weiterbildung wird vorgeschlagen, dass das Zuführen des ersten und des zweiten Restgases vom entsprechenden ersten und zweiten Restgasspeicher zum Restgaskreislauf über ein jeweiliges Steuerventil erfolgt. Mittels des Steuerventils ist es möglich, eine Strömungsmenge des jeweiligen Restgases in dem Restgaskreislauf zu steuern. Dadurch kann insbesondere die Zusammensetzung des Restgasgemisches deutlich genauer als beim Stand der Technik eingestellt werden. Die Funktion der Restgasbehandlungsvorrichtung kann dadurch weiter verbessert werden. Das Steuerventil kann beispielsweise manuell und/oder auch mittels einer geeigneten Antriebseinheit automatisiert in eine gewünschte Stellung eingestellt werden. Besonders vorteilhaft kann mit dem Ventil eine Durchströmmenge des jeweiligen Restgases im Wesentlichen kontinuierlich eingestellt werden. Dadurch eignet sich diese Weiterbildung natürlich insbesondere auch für automatisierte Steuerungs- und Regelungszwecke.According to a further development, it is proposed that the first and the second residual gas be supplied from the corresponding first and second residual gas reservoir to the residual gas circuit via a respective control valve. By means of the control valve it is possible to control a flow rate of the respective residual gas in the residual gas circuit. As a result, the composition of the residual gas mixture in particular can be set much more precisely than in the prior art. The function of the residual gas treatment device can be further improved as a result. The control valve can, for example, be set to a desired position manually and/or also automatically by means of a suitable drive unit. A flow rate of the respective residual gas can be set essentially continuously with the valve. As a result, this development is of course also particularly suitable for automated control and regulation purposes.

Darüber hinaus wird vorgeschlagen, dass im Restgasgemisch enthaltener Wasserstoff mittels der im Restgaskreislauf angeordneten Rekombinationseinrichtung der Restgasbehandlungsvorrichtung mit im Restgasgemisch enthaltenem Sauerstoff zumindest teilweise zu Wasser rekombiniert wird. Hierdurch kann erreicht werden, dass zündfähige Gemische im Restgasgemisch weitgehend vermieden werden können. Darüber hinaus kann auf diese Weise eine Reduzierung des Volumens des Restgasgemisches erreicht werden, sodass Raum für eine weitere Zuführung von Restgasen geschaffen werden kann.In addition, it is proposed that hydrogen contained in the residual gas mixture is at least partially recombined with oxygen contained in the residual gas mixture to form water by means of the recombination device of the residual gas treatment device arranged in the residual gas circuit. In this way it can be achieved that ignitable mixtures in the residual gas mixture can be largely avoided. In addition, a reduction in the volume of the residual gas mixture can be achieved in this way, so that space can be created for a further supply of residual gases.

Darüber hinaus wird vorgeschlagen, dass im Bereich der Rekombinationseinrichtung eine Temperatur des Restgasgemisches mittels wenigstens eines Temperatursensors erfasst wird und wenigstens eines der Steuerventile abhängig von der erfassten Temperatur gesteuert wird. Dadurch kann eine jeweilige Konzentration des ersten beziehungsweise des zweiten Restgases im Restgasgemisch bedarfsgerecht eingestellt werden. Bei einem zu hohen Anteil von Sauerstoff und Wasserstoff im Restgasgemisch kann das Problem auftreten, dass die Rekombinationseinrichtung thermisch überlastet werden kann. Durch geeignetes Steuern des wenigstens einen Steuerventils kann diese Überlastung reduziert werden. Darüber hinaus ist es möglich, unter Nutzung der Temperaturerfassung im Bereich der Rekombinationseinrichtung und einer vorgegebenen Vergleichstemperatur einen Betriebszustand der Rekombinationseinrichtung einzustellen beziehungsweise zu regeln. Dies ist vorteilhaft, wenn die Rekombinationseinrichtung für ihren bestimmungsgemäßen Betrieb einen bevorzugten Temperaturbereich nutzen soll. Der Temperaturbereich kann zum Beispiel abhängig von einem oder mehreren eingesetzten Katalysatoren im Bereich der Rekombinationseinrichtung gewählt sein.In addition, it is proposed that a temperature of the residual gas mixture is detected in the area of the recombination device by means of at least one temperature sensor and at least one of the control valves is controlled as a function of the detected temperature. As a result, a respective concentration of the first or the second residual gas in the residual gas mixture can be set as required. If the proportion of oxygen and hydrogen in the residual gas mixture is too high, the problem can arise that the recombination device can be thermally overloaded. This overload can be reduced by suitably controlling the at least one control valve. In addition, it is possible to set or regulate an operating state of the recombination device by using the temperature detection in the area of the recombination device and a predetermined reference temperature. This is advantageous if the recombination device is to use a preferred temperature range for its intended operation. The temperature range can, for example, be selected as a function of one or more catalysts used in the area of the recombination device.

Ferner wird vorgeschlagen, dass im Restgaskreislauf eine Konzentration von Wasserstoff und eine Konzentration von Sauerstoff im Restgasgemisch mittels eines jeweiligen Sensors erfasst werden. Dadurch kann unter anderem ermittelt werden, ob ein zündfähiges Gemisch vorliegt. Darüber hinaus kann ermittelt werden, in welchem Betriebszustand die Rekombinationseinrichtung betrieben wird. Diese Daten können beispielsweise einer Steuereinrichtung für die Restgasbehandlungsvorrichtung bereitgestellt werden, die diese Daten auswertet und entsprechende Steuerungen veranlasst.It is also proposed that a concentration of hydrogen and a concentration of oxygen in the residual gas mixture be detected in the residual gas circuit by means of a respective sensor. This makes it possible to determine, among other things, whether an ignitable mixture is present. In addition, it can be determined in which operating state the recombination device is operated will. This data can be provided, for example, to a control device for the residual gas treatment device, which evaluates this data and initiates appropriate controls.

Weiterhin wird vorgeschlagen, dass wenigstens eines der Steuerventile abhängig von der erfassten Konzentration des Wasserstoffs und/oder des Sauerstoffs gesteuert wird. Vorzugsweise werden beide Steuerventile abhängig von der erfassten jeweiligen Konzentration gesteuert. Dies erlaubt es, eine Zusammensetzung des Restgasgemisches zumindest in Bezug auf den Sauerstoffgehalt und einen Wasserstoffgehalt in vorgebbarer Weise einzustellen beziehungsweise zu regeln. Dies ist vorteilhaft für die weitere Betriebsführung der Restgasbehandlungsvorrichtung.Furthermore, it is proposed that at least one of the control valves is controlled as a function of the detected concentration of the hydrogen and/or the oxygen. Both control valves are preferably controlled as a function of the respective concentration that is detected. This allows a composition of the residual gas mixture to be adjusted or regulated in a predeterminable manner, at least in relation to the oxygen content and a hydrogen content. This is advantageous for the further operation of the residual gas treatment device.

Ferner wird vorgeschlagen, dass eine Zusammensetzung des Restgasgemisches im Restgaskreislauf ermittelt wird und wenigstens eines der Steuerventile abhängig von der erfassten Zusammensetzung gesteuert wird. Dies erlaubt es, nicht nur in Bezug auf einen Sauerstoffanteil beziehungsweise einen Wasserstoffanteil eine Steuerung vorzunehmen, sondern unter Umständen auch unter Berücksichtigung weiterer Anteile des Restgasgemisches im Restgaskreislauf, beispielsweise Inertgase oder dergleichen. Die Verfahrensführung und der Betrieb der Restgasbehandlungsvorrichtung kann dadurch weiter verbessert werden.It is also proposed that a composition of the residual gas mixture in the residual gas circuit is determined and at least one of the control valves is controlled as a function of the composition detected. This makes it possible to carry out a control not only in relation to an oxygen content or a hydrogen content, but under certain circumstances also taking into account other components of the residual gas mixture in the residual gas circuit, for example inert gases or the like. The process control and the operation of the residual gas treatment device can be further improved as a result.

In einer Weiterbildung wird vorgeschlagen, dass dem zweiten Restgasspeicher, in dem das zweite sauerstoffhaltige Restgas gespeichert werden kann, zusätzlich Sauerstoff oder Luft zugeführt wird. Dies kann vorteilhaft ermöglichen, dass im Restgaskreislauf ausreichend Oxidationsmittel für den Wasserstoffanteil oder gegebenenfalls auch für eine Oxidation weiterer Stoffe im Restgaskreislauf zur Verfügung steht.In a development, it is proposed that oxygen or air is additionally supplied to the second residual gas store, in which the second oxygen-containing residual gas can be stored. This can advantageously make it possible for sufficient oxidizing agent to be available in the residual gas circuit for the hydrogen component or possibly also for oxidation of other substances in the residual gas circuit.

Darüber hinaus wird vorgeschlagen, dass das Zuführen von Sauerstoff oder Luft abhängig von einem Spülen der wenigstens einen Wasserstoff-Sauerstoff-Brennstoffzelle mit Wasserstoff erfolgt. Bei diesem Spülvorgang kann sich im Restgaskreislauf ein Überschuss des Wasserstoffanteils gegenüber dem Sauerstoffanteil ergeben, sodass sich ein Übermaß an Wasserstoff im Restgaskreislauf anreichern kann. Dieser Überschuss kann zum Beispiel mittels eines geeigneten Wasserstoffsensors erfasst werden. Entsprechend dem Überschuss kann dann eine entsprechende Zugabe von Sauerstoff oder Luft über den zweiten Restgasspeicher erfolgen, gegebenenfalls unter weiterer Zufuhr von Luft oder Sauerstoff zum zweiten Restgasspeicher. Die Zufuhr von Sauerstoff oder Luft zum zweiten Restgasspeicher kann ebenfalls mittels eines geeigneten Steuerventils gesteuert werden.In addition, it is proposed that the supply of oxygen or air takes place as a function of flushing the at least one hydrogen-oxygen fuel cell with hydrogen. During this scavenging process, the proportion of hydrogen in the residual gas circuit can be in excess of the proportion of oxygen, so that an excess of hydrogen can accumulate in the residual gas circuit. This excess can be detected, for example, using a suitable hydrogen sensor. A corresponding addition of oxygen or air can then take place via the second residual gas reservoir in accordance with the excess, optionally with further supply of air or oxygen to the second residual gas reservoir. The supply of oxygen or air to the second residual gas store can also be controlled by means of a suitable control valve.

Ferner wird vorgeschlagen, dass wenigstens eines der Restgase zumindest bei einer Betriebszustandsänderung der wenigstens einen Wasserstoff-Sauerstoff-Brennstoffzelle im jeweiligen Restgasspeicher gespeichert wird. Bei einer Betriebszustandsänderung kann ein Missverhältnis zwischen der abzuführenden Menge von dem ersten und dem zweiten Restgas der wenigstens einen Brennstoffzelle vorliegen. Damit dieses Missverhältnis nicht in den Restgaskreislauf getragen zu werden braucht, kann abhängig von der Betriebszustandsänderung eine entsprechende Speicherung im jeweiligen Restgasspeicher veranlasst werden. Zu diesem Zweck kann vorgesehen sein, dass die Steuereinrichtung den Betriebszustand der wenigstens einen Wasserstoff-Sauerstoff-Brennstoffzelle erfasst beziehungsweise ermittelt und abhängig davon eine entsprechend zu speichernde Menge an jeweiligem Restgas bestimmt. Die Restgasbehandlungsvorrichtung kann dann entsprechend gesteuert werden. Die Betriebszustandsänderung kann durch die Steuereinheit beispielsweise durch Auswerten von entsprechenden Sensordaten der wenigstens einen Brennstoffzelle ermittelt werden.Furthermore, it is proposed that at least one of the residual gases is stored in the respective residual gas reservoir at least when there is a change in the operating state of the at least one hydrogen-oxygen fuel cell. When there is a change in the operating state, there can be a disproportion between the quantity of the first and the second residual gas of the at least one fuel cell to be discharged. So that this disproportion does not have to be carried into the residual gas circuit, a corresponding storage in the respective residual gas reservoir can be initiated depending on the change in the operating state. For this purpose, it can be provided that the control device detects or determines the operating state of the at least one hydrogen-oxygen fuel cell and, depending on this, determines a corresponding quantity of respective residual gas to be stored. The residual gas treatment device can then be controlled accordingly. The change in the operating state can be determined by the control unit, for example by evaluating corresponding sensor data from the at least one fuel cell.

In Bezug auf eine Restgasbehandlungsvorrichtung wird ferner vorgeschlagen, dass diese eine Kühleinrichtung aufweist, die in Strömungsrichtung des Restgasgemisches im Restgaskreislauf der Rekombinationseinrichtung nachgeordnet ist. Die Zuverlässigkeit des Betriebs der Restgasbehandlungsvorrichtung kann dadurch weiter verbessert werden.With regard to a residual gas treatment device, it is also proposed that this has a cooling device which is arranged downstream of the recombination device in the direction of flow of the residual gas mixture in the residual gas circuit. The reliability of the operation of the residual gas treatment device can thereby be further improved.

Die Steuerventile können natürlich nicht nur dazu dienen, dem jeweiligen Restgasspeicher das jeweilige Restgas in vorgebbarer Weise zuführen beziehungsweise abführen zu können, sondern sie können je nach Konstruktion auch dazu dienen, die Restgaszufuhr aus dem jeweiligen Restgasspeicher zum Restgaskreislauf zu steuern. Natürlich kann auch eine Kombination mit entsprechend mehreren Steuerventilen hierzu vorgesehen sein.Of course, the control valves can not only serve to supply or discharge the respective residual gas to the respective residual gas reservoir in a predeterminable manner, but depending on the design, they can also serve to control the supply of residual gas from the respective residual gas reservoir to the residual gas circuit. Of course, a combination with a corresponding number of control valves can also be provided for this purpose.

Insbesondere kann die Restgasbehandlungsvorrichtung einen in Strömungsrichtung des Restgasgemisches im Restgaskreislauf der Kühleinrichtung vorgeordneten ersten und einen in Strömungsrichtung des Restgasgemisches im Restgaskreislauf der Kühleinrichtung nachgeordneten zweiten Gastemperatursensor zum Erfassen einer jeweiligen Temperatur des Restgasgemisches aufweisen. Dies erlaubt es, die Funktion der Kühleinrichtung zuverlässig zu überwachen. Darüber hinaus kann die Funktion des Restgaskreislaufes, insbesondere der Rekombinationseinrichtung, unter Nutzung der entsprechenden Temperaturdaten genauer eingestellt oder sogar geregelt werden. Schließlich kann auch eine Kühlleistung der Kühleinrichtung abhängig von den erfassten Temperaturen eingestellt werden. Dadurch können die Funktion und die Sicherheit der Restgasbehandlungsvorrichtung weiter verbessert werden.In particular, the residual gas treatment device can have a first gas temperature sensor upstream of the cooling device in the flow direction of the residual gas mixture in the residual gas circuit and a second gas temperature sensor downstream of the cooling device in the flow direction of the residual gas mixture in the residual gas circuit for detecting a respective temperature of the residual gas mixture. This makes it possible to reliably monitor the function of the cooling device. In addition, the function of the residual gas circuit, in particular of the recombination device, can be set more precisely or even regulated using the corresponding temperature data. Finally, a cooling capacity of the cooling device can also be set as a function of the recorded temperatures. As a result, the function and safety of the residual gas treatment device can be further improved.

Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Steuereinrichtung ausgebildet ist, eine Betriebszustandsänderung der wenigstens einen Wasserstoff-Sauerstoff-Brennstoffzelle zu ermitteln und abhängig von der ermittelten Betriebszustandsänderung eine zusätzliche Sauerstoffzufuhr zum zweiten Restgasspeicher zu steuern. Dadurch kann die Funktion der Restgasbehandlungsvorrichtung weiter verbessert werden.Furthermore, it is proposed that the control device be designed to determine a change in the operating state of the at least one hydrogen-oxygen fuel cell and to control an additional supply of oxygen to the second residual gas reservoir as a function of the determined change in the operating state. As a result, the function of the residual gas treatment device can be further improved.

Darüber hinaus wird vorgeschlagen, dass die Steuereinrichtung ferner ausgebildet ist, eine Restgasmenge in wenigstens einem der Restgasspeicher auf einen vorgebbaren Wert zu regeln. Damit kann der zuverlässige Betrieb der Restgasbehandlungsvorrichtung weiter verbessert werden, weil auch bei betriebsbedingten Schwankungen aufgrund des Betriebs der wenigstens einen Wasserstoff-Sauerstoff-Brennstoffzelle sowie der Restgasbehandlung auftretende Variationen entsprechend ausgeglichen werden können. Zu diesem Zweck kann vorgesehen sein, dass die Regelung vorsieht, dass entsprechend einem ersten vorgegebenen Vergleichswert eine gewisse Mindestmenge an jeweiligem Restgas in einem jeweiligen Restgasspeicher vorhanden sein soll. Wird diese Menge unterschritten, kann eine Meldung ausgegeben werden, die beispielsweise mittels einer entsprechenden Anzeigeeinrichtung angezeigt werden kann. Darüber hinaus kann aber auch vorgesehen sein, dass die Restgasmenge in einem jeweiligen der Restgasspeicher einen zweiten vorgegebenen Vergleichswert nicht überschreitet, sodass bei variierenden Betriebszuständen genügend Kapazität durch den jeweiligen Restgasspeicher zur weiteren Aufnahme von Restgas bereitgestellt werden kann. Die Zuverlässigkeit der erfindungsgemäßen Betriebsführung kann dadurch weiter verbessert werden.In addition, it is proposed that the control device is also designed to regulate a quantity of residual gas in at least one of the residual gas reservoirs to a predeterminable value. In this way, the reliable operation of the residual gas treatment device can be further improved because variations occurring during operation-related fluctuations due to the operation of the at least one hydrogen-oxygen fuel cell and the residual gas treatment can be correspondingly compensated for. For this purpose, it can be provided that the regulation provides that, according to a first predetermined comparison value, a certain minimum quantity of respective residual gas should be present in a respective residual gas reservoir. If this amount is not reached, a message can be issued, which can be displayed, for example, by means of a corresponding display device. In addition, however, it can also be provided that the residual gas quantity in each of the residual gas reservoirs does not exceed a second predetermined comparison value, so that sufficient capacity can be provided by the respective residual gas reservoir for further absorption of residual gas in varying operating states. The reliability of the operational management according to the invention can be further improved as a result.

Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Die vorhergehend in der Beschreibung angegebenen Merkmale, Merkmalskombinationen sowie auch die in der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen verwendbar. Es sind somit auch Ausführungen von der Erfindung umfasst beziehungsweise als offenbart anzusehen, die in den Figuren nicht explizit gezeigt und erläutert sind, jedoch durch separierte Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungsformen hervorgehen und erzeugbar sind. Die anhand der Ausführungsbeispiele dargestellten Merkmale, Funktionen und/oder Wirkungen können für sich genommen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale, Funktionen und/oder Wirkungen der Erfindung darstellen, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden. Daher sollen die Ausführungsbeispiele auch andere Kombinationen als die in den erläuterten Ausführungsformen umfassen. Darüber hinaus können die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale, Funktionen und/oder Wirkungen der Erfindung ergänzt sein.The exemplary embodiments explained below are preferred embodiments of the invention. The features and combinations of features specified above in the description and also the features and combinations of features specified in the following description of exemplary embodiments and/or shown alone in the figures can be used not only in the combination specified in each case, but also in other combinations. The invention therefore also includes or is to be regarded as disclosed embodiments which are not explicitly shown and explained in the figures, but which result from the explained embodiments and can be generated by means of separate combinations of features. The features, functions and/or effects illustrated using the exemplary embodiments can each represent individual features, functions and/or effects of the invention that are to be considered independently of one another and which also develop the invention independently of one another. Therefore, the exemplary embodiments are also intended to include combinations other than those in the illustrated embodiments. In addition, the described embodiments can also be supplemented by further features, functions and/or effects of the invention that have already been described.

Die für das erfindungsgemäße Verfahren angegebenen Vorteile und Wirkungen gelten natürlich gleichermaßen auch für die erfindungsgemäße Restgasbehandlungsvorrichtung sowie die erfindungsgemäße Steuereinrichtung und umgekehrt. Daher können Vorrichtungsmerkmale auch als Verfahrensmerkmale und umgekehrt formuliert sein.The advantages and effects specified for the method according to the invention naturally also apply equally to the residual gas treatment device according to the invention and the control device according to the invention and vice versa. Device features can therefore also be formulated as process features and vice versa.

Es zeigt die einzige Figur

  • in einer schematischen Schaltbilddarstellung eine Restgasbehandlungsvorrichtung, die an eine Wasserstoff-Sauerstoff-Brennstoffzellenanordnung angeschlossen ist.
It shows the only figure
  • in a schematic circuit diagram representation of a residual gas treatment device which is connected to a hydrogen-oxygen fuel cell arrangement.

Die einzige Figur zeigt in einer schematischen Schaltbilddarstellung eine Brennstoffzellenanordnung 12 mit einer Mehrzahl von nicht dargestellten einzelnen Wasserstoff-Sauerstoff-Brennstoffzellen, die zur Bereitstellung von elektrischer Energie elektrisch in Reihe geschaltet sind. Die Wasserstoff-Sauerstoff-Brennstoffzellenanordnung 12 weist einen Wasserstoffzuführanschluss 58 sowie einen Sauerstoffzuführanschluss 60 zum Zuführen der entsprechenden Reaktionsgase Wasserstoff und Sauerstoff auf. Darüber hinaus weist die Wasserstoff-Sauerstoff-Brennstoffzellenanordnung 12 einen Kühlwassereinlass 54 und einen Kühlwasserauslass 56 auf, sodass die Brennstoffzellenanordnung 12 mittels eines geeigneten Kühlwassers im bestimmungsgemäßen Betrieb gekühlt werden kann.The only figure shows a schematic circuit diagram representation of a fuel cell arrangement 12 with a plurality of individual hydrogen-oxygen fuel cells, not shown, which are electrically connected in series to provide electrical energy. The hydrogen-oxygen fuel cell assembly 12 has a hydrogen supply port 58 and an oxygen supply port 60 for supplying the corresponding reaction gases, hydrogen and oxygen. In addition, the hydrogen-oxygen fuel cell arrangement 12 has a cooling water inlet 54 and a cooling water outlet 56, so that the fuel cell arrangement 12 can be cooled by means of a suitable cooling water during normal operation.

Die Brennstoffzellenanordnung 12 weist ferner einen Anschluss 64 auf, über den beim Einschalten beziehungsweise Ausschalten der Brennstoffzellenanordnung 12 Restgase aus den jeweiligen Wasserstoff-Sauerstoff-Brennstoffzellen abgeführt werden können. Diese Restgase werden dann einer Restgasbehandlungsvorrichtung 10 unter Nutzung einer Pumpe 66 der Restgasbehandlungsvorrichtung 10 über ein Rückschlagventil 20 der Restgasbehandlungsvorrichtung 10 einem Produktwassertank 68 zugeführt. Mittels eines Drucksensors 62 der Restgasbehandlungsvorrichtung 10 kann ferner ein Druck am Anschluss 64 erfasst werden. Ein entsprechendes Sensorsignal wird einer Steuereinrichtung 30 der Restgasbehandlungsvorrichtung 10 zugeführt.The fuel cell arrangement 12 also has a connection 64 via which residual gases can be discharged from the respective hydrogen-oxygen fuel cells when the fuel cell arrangement 12 is switched on or off. These residual gases are then fed to a residual gas treatment device 10 using a pump 66 of the residual gas treatment device 10 via a check valve 20 of the residual gas treatment device 10 to a product water tank 68 . Furthermore, a pressure at the connection 64 can be detected by means of a pressure sensor 62 of the residual gas treatment device 10 . A corresponding sensor signal is fed to a control device 30 of the residual gas treatment device 10 .

Die Brennstoffzellenanordnung 12 weist ferner einen Abführanschluss 76 für wasserstoffhaltiges Restgas 16 und einen Abführanschluss 78 für sauerstoffhaltiges Restgas 18 auf. Über die Anschlüsse 76, 78 sowie 64 ist die Brennstoffzellenanordnung 12 an die Restgasbehandlungsvorrichtung 10 angeschlossen. Die Restgasbehandlungsvorrichtung 10 umfasst auch den Drucksensor 62, den Pumpe 66 sowie den Produktwassertank 68.The fuel cell arrangement 12 also has a discharge connection 76 for hydrogen-containing residual gas 16 and a discharge connection 78 for oxygen-containing residual gas 18 . The fuel cell arrangement 12 is connected to the residual gas treatment device 10 via the connections 76 , 78 and 64 . The residual gas treatment device 10 also includes the pressure sensor 62, the pump 66 and the product water tank 68.

Die Restgasbehandlungsvorrichtung 10 dient dem Behandeln der Restgase der Brennstoffzellenanordnung 12, insbesondere von deren Wasserstoff-Sauerstoff-Brennstoffzellen. Die Restgasbehandlungsvorrichtung 10 umfasst ferner einen Restgaskreislauf 14, dem das wasserstoffhaltige Restgas 16 als erstes Restgas und das sauerstoffhaltige Restgas 18 als zweites Restgas zuführbar ist. Im Restgaskreislauf 14 wird aus den Restgasen 16, 18 das Restgasgemisch 22 gebildet. Zu diesem Zweck werden die Restgase 16, 18 über Rückschlagventile 20 einem Tank 70 des Restgaskreislaufs 14 zugeführt. Im Tank 70 bildet sich das Restgasgemisch 22, welches im Restgaskreislauf 14 mittels eines Zirkulators 72 in Strömungsrichtung angetrieben wird.The residual gas treatment device 10 is used to treat the residual gases from the fuel cell arrangement 12, in particular from its hydrogen-oxygen fuel cells. The residual gas treatment device 10 also includes a residual gas circuit 14 to which the hydrogen-containing residual gas 16 can be fed as the first residual gas and the oxygen-containing residual gas 18 can be fed as the second residual gas. In the residual gas circuit 14, the residual gas mixture 22 is formed from the residual gases 16, 18. For this purpose, the residual gases 16 , 18 are fed to a tank 70 of the residual gas circuit 14 via check valves 20 . The residual gas mixture 22 forms in the tank 70 and is driven in the direction of flow in the residual gas circuit 14 by means of a circulator 72 .

Der Restgaskreislauf 14 umfasst ferner einen über eine nicht bezeichnete Leitung an den Tank 70 angeschlossenen Wasserabscheider 34, der im Restgasgemisch 22 enthaltenes Wasser abscheidet und über ein Rückschlagventil 20 dem Produktwassertank 68 zuführt.The residual gas circuit 14 also includes a water separator 34 which is connected to the tank 70 via a line (not designated) and which separates the water contained in the residual gas mixture 22 and feeds it to the product water tank 68 via a check valve 20 .

An den Wasserabscheider 34 ist ferner in Strömungsrichtung des Restgasgemisches 22 eine Rekombinationseinrichtung 24 angeschlossen, die vom Restgasgemisch 22 durchströmt wird. In der Rekombinationseinrichtung 24 wird im Restgasgemisch 22 vorhandener Wasserstoff mit im Restgasgemisch 22 vorhandenem Sauerstoff zu Wasser rekombiniert. An einem Ausgang der Rekombinationseinrichtung 24 wird mittels eines Temperatursensors 40 eine Temperatur des die Rekombinationseinrichtung 24 verlassenden Restgasgemisches 22 erfasst und ein entsprechendes Temperatursignal an die Steuereinrichtung 30 übermittelt.A recombination device 24 through which the residual gas mixture 22 flows is also connected to the water separator 34 in the flow direction of the residual gas mixture 22 . In the recombination device 24 , hydrogen present in the residual gas mixture 22 is recombined with oxygen present in the residual gas mixture 22 to form water. A temperature of the residual gas mixture 22 leaving the recombination device 24 is detected at an output of the recombination device 24 by means of a temperature sensor 40 and a corresponding temperature signal is transmitted to the control device 30 .

Der Restgaskreislauf 14 umfasst ferner eine Kühleinrichtung 32, die in Strömungsrichtung der Rekombinationseinrichtung 24 und dem Temperatursensor 40 nachgeordnet ist. Das Restgasgemisch 22 durchströmt die Kühleinrichtung 32 und wird durch diese gekühlt. Das die Kühleinrichtung 32 verlassende Restgasgemisch 22 wird hinsichtlich seiner Temperatur mittels eines Temperatursensors 42 erfasst. Der Temperatursensor 42 übermittelt ebenfalls ein entsprechendes Sensorsignal an die Steuereinrichtung 30. Die Steuereinrichtung 30 wertet die Temperatursensorsignale der Temperatursensoren 40 und 42 aus und kann auf diese Weise die Funktion der Kühleinrichtung 32 ermitteln.The residual gas circuit 14 also includes a cooling device 32 which is arranged downstream of the recombination device 24 and the temperature sensor 40 in the direction of flow. The residual gas mixture 22 flows through the cooling device 32 and is cooled by it. The temperature of the residual gas mixture 22 leaving the cooling device 32 is detected by a temperature sensor 42 . The temperature sensor 42 also transmits a corresponding sensor signal to the control device 30. The control device 30 evaluates the temperature sensor signals from the temperature sensors 40 and 42 and can determine the function of the cooling device 32 in this way.

Der Restgaskreislauf 14 umfasst ferner einen dem Temperatursensor 42 in Strömungsrichtung des Restgasgemisches 22 nachgeordneten Wasserstoffsensor 44, der einen Wasserstoffgehalt im Restgasgemisch 22 ermittelt. Darüber hinaus umfasst der Restgaskreislauf 14 dort einen Sauerstoffsensor 46, der einen entsprechenden Sauerstoffgehalt im Restgasgemisch 22 erfasst. Die entsprechenden Konzentrationen werden mittels entsprechender Konzentrationssignale ebenfalls an die Steuereinrichtung 30 übermittelt, die diese Konzentrationssignale auswertet.The residual gas circuit 14 also includes a hydrogen sensor 44 which is arranged downstream of the temperature sensor 42 in the flow direction of the residual gas mixture 22 and which determines a hydrogen content in the residual gas mixture 22 . In addition, the residual gas circuit 14 includes an oxygen sensor 46 there, which detects a corresponding oxygen content in the residual gas mixture 22 . The corresponding concentrations are also transmitted by means of corresponding concentration signals to the control device 30, which evaluates these concentration signals.

Über ein Wegeventil 74 wird sodann ein Teil des Restgasgemisches 22 über den Zirkulator 72 wieder dem Vakuumtank 70 zugeführt. Das Wegeventil 74 ist ebenfalls Bestandteil des Restgaskreislaufs 14. Der Zirkulator 72 wird von der Steuereinrichtung 30 hinsichtlich seiner Förderleistung für das Restgasgemisch 22 gesteuert.A portion of the residual gas mixture 22 is then fed back to the vacuum tank 70 via the circulator 72 via a directional control valve 74 . The directional control valve 74 is also part of the residual gas circuit 14. The circulator 72 is controlled by the control device 30 with regard to its output for the residual gas mixture 22.

Das Wegeventil 74 ist ferner über einen Kompressor 82 an einen Drucktank 86 angeschlossen, dem mittels des Kompressors 82 ein abgezweigter Teil des Restgasgemisches 22 zugeführt wird. Vom Drucktank 86 kann dann das dort angesammelte Restgasgemisch über ein Hand- oder Steuerventil 84, welches von der Steuereinrichtung 30 gesteuert wird, abgelassen werden, beispielsweise in eine Umgebungsatmosphäre oder dergleichen.The directional valve 74 is also connected via a compressor 82 to a pressure tank 86 to which a branched-off part of the residual gas mixture 22 is fed by means of the compressor 82 . The residual gas mixture collected there can then be discharged from the pressure tank 86 via a manual or control valve 84 which is controlled by the control device 30, for example into an ambient atmosphere or the like.

Der Produktwassertank 68 ist über eine Pumpe 80, die als Vakuumpumpe ausgebildet ist, und ein Rückschlagventil 20 an den Tank 70 angeschlossen. Auf diese Weise kann im Produktwassertank sich anreicherndes Restgasgemisch wieder dem Tank 70 zugeführt werden, sodass das Restgasgemisch 22 der Behandlung im Restgaskreislauf 14 zugeführt werden kann. Der Tank 70 ist ferner über eine nicht bezeichnete Leitung in einem unteren Bereich und ein Steuerventil 88 an den Produktwassertank 68 angeschlossen. Dadurch kann Flüssigkeit, die sich im Tank 70 anreichert, über das Steuerventil 88 und die entsprechende Leitung dem Produktwassertank 68 zugeführt werden. Dies vermeidet, dass sich eine zu große Flüssigkeitsmenge im Tank 70 anreichert und die Behandlung des Restgasgemisches 22 stören könnte.The product water tank 68 is connected to the tank 70 via a pump 80 which is designed as a vacuum pump and a check valve 20 . In this way, the residual gas mixture that accumulates in the product water tank can be fed back to the tank 70 so that the residual gas mixture 22 can be fed to the treatment in the residual gas circuit 14 . The tank 70 is also connected to the product water tank 68 via a line (not designated) in a lower area and a control valve 88 . As a result, liquid that accumulates in the tank 70 can be fed to the product water tank 68 via the control valve 88 and the corresponding line. This avoids that too large a quantity of liquid accumulates in the tank 70 and could disturb the treatment of the residual gas mixture 22 .

An den Produktwassertank ist im unteren Bereich über eine nicht bezeichnete Leitung ein Drainageventil 90 angeschlossen, über welches im Produktwassertank 68 vorhandene Flüssigkeit abgelassen werden kann. Das Drainageventil 90 wird von der Steuereinrichtung 30 in geeigneter Weise gesteuert. Darüber hinaus ist am Produktwassertank 68 eine nicht bezeichnete Zuführleitung für Stickstoffgas angeschlossen, dessen Zuführung mittels eines Steuerventils 92 gesteuert werden kann. Das Steuerventil 92 ist ebenfalls von der Steuereinrichtung 30 gesteuert. Dadurch besteht die Möglichkeit, den Produktwassertank 68 zumindest teilweise auch dann zu leeren, wenn die Entleerung in eine äußere Umgebung erfolgt, die druckbeaufschlagt ist, beispielsweise bei einem Unterwasserboot, bei einem Wasserfahrzeug an einem unterwasserliegenden Bereich oder dergleichen.A drainage valve 90 is connected to the product water tank in the lower area via a line, not designated, via which liquid present in the product water tank 68 can be drained. The drainage valve 90 is controlled by the control device 30 in a suitable manner. In addition, the product water tank 68 has an undesignated supply line for stick substance gas connected, the supply of which can be controlled by means of a control valve 92. The control valve 92 is also controlled by the control device 30 . This makes it possible to at least partially empty the product water tank 68 even when emptying into an external environment that is pressurized, for example in an underwater boat, in a watercraft at an underwater area or the like.

Für die Zuführung der Restgase 16, 18 zum Tank 70 sind als Zwischenspeicher jeweilige Restgasspeicher 26, 28 vorgesehen. Die entsprechenden Anschlüsse 76, 78 der Brennstoffzellenanordnung 12 sind über jeweilige Rückschlagventile 20 an die entsprechenden Restgasspeicher 26, 28 angeschlossen, sodass die Restgase 16, 18 diesen jeweiligen Restgasspeichern 26, 28 zugeführt werden können. Die Restgasspeicher 26, 28 sind vorliegend als Puffertank ausgebildet. Der erste Restgasspeicher 26 dient zum Speichern des wasserstoffhaltigen ersten Restgases 16, wohingegen der zweite Restgasspeicher 28 dem Speichern des zweiten sauerstoffhaltigen Restgases 18 dient. Die Restgasspeicher 26, 28 sind über Leitungen mit jeweiligen Steuerventilen 36, 38 über jeweilige Rückschlagventile 20 an den Tank 70 angeschlossen, sodass das jeweilige Restgas 16, 18 abhängig von einer Einstellung des jeweiligen Steuerventils 36, 38 dem Tank 70 zugeführt werden kann. Die Steuerventile 36, 38 werden ebenfalls von der Steuereinrichtung 30 gesteuert.For the supply of the residual gases 16, 18 to the tank 70, respective residual gas reservoirs 26, 28 are provided as intermediate reservoirs. The corresponding connections 76, 78 of the fuel cell arrangement 12 are connected to the corresponding residual gas reservoirs 26, 28 via respective check valves 20, so that the residual gases 16, 18 can be fed to these respective residual gas reservoirs 26, 28. The residual gas storage 26, 28 are presently designed as a buffer tank. The first residual gas reservoir 26 is used to store the first residual gas 16 containing hydrogen, whereas the second residual gas reservoir 28 is used to store the second residual gas 18 containing oxygen. The residual gas reservoirs 26, 28 are connected to the tank 70 via lines with respective control valves 36, 38 via respective check valves 20, so that the respective residual gas 16, 18 can be supplied to the tank 70 depending on a setting of the respective control valve 36, 38. The control valves 36, 38 are also controlled by the control device 30.

Durch die Restgasspeicher 26, 28 werden die Restgase 16, 18 - im Unterschied zum Stand der Technik - dem Tank 70 nicht unmittelbar zugeführt. Dadurch ist es möglich, eine Zusammensetzung des Restgasgemisches 22 im Tank 70 und somit auch im Restgaskreislauf 14, vorzugsweise jederzeit bei allen Betriebszuständen, zu steuern.In contrast to the prior art, the residual gases 16, 18 are not supplied directly to the tank 70 by the residual gas reservoirs 26, 28. This makes it possible to control a composition of the residual gas mixture 22 in the tank 70 and thus also in the residual gas circuit 14, preferably at any time in all operating states.

Zu diesem Zweck können zum Steuern der Steuerventile 36, 38 durch die Steuereinrichtung 30 die entsprechenden Signale der Temperatursensoren 40, 42 sowie des Wasserstoffsensors 44 und des Sauerstoffsensors 46 herangezogen werden. Durch diese Maßnahme kann im Restgaskreislauf 14 ein zuverlässiger Betrieb erreicht werden, insbesondere auch in Bezug auf die Rekombinationseinrichtung 24. Darüber hinaus können unerwünschte Betriebszustände in Bezug auf das Restgasgemisch 22, die sich aufgrund von Betriebszustandsänderungen der Brennstoffzellenanordnung 12 ergeben können, vermieden werden. Insofern ermöglichen die Restgasspeicher 26, 28 einen nahezu kontinuierlichen, steuerbaren Betriebszustand für den Restgaskreislauf 14 und seine Komponenten.For this purpose, the corresponding signals of the temperature sensors 40, 42 and of the hydrogen sensor 44 and the oxygen sensor 46 can be used to control the control valves 36, 38 by the control device 30. This measure enables reliable operation to be achieved in the residual gas circuit 14, in particular also with regard to the recombination device 24. In addition, undesirable operating states with regard to the residual gas mixture 22, which can arise due to changes in the operating state of the fuel cell arrangement 12, can be avoided. In this respect, the residual gas reservoirs 26, 28 enable an almost continuous, controllable operating state for the residual gas circuit 14 and its components.

Schließlich ist noch zu ergänzen, dass der zweite Restgasspeicher 28 über eine nicht bezeichnete Leitung und ein Steuerventil 94 an eine Sauerstoffquelle beziehungsweise eine Luftquelle angeschlossen ist. Über das Steuerventil 94, welches ebenfalls von der Steuereinrichtung 30 gesteuert wird, kann dem zweiten Restgasspeicher 28 zusätzlich Sauerstoff zugeführt werden, sodass bedarfsweise eine zusätzliche Sauerstoffzufuhr in den Restgaskreislauf 14 ermöglicht werden kann.Finally, it should also be added that the second residual gas reservoir 28 is connected to an oxygen source or an air source via a line (not designated) and a control valve 94 . Via the control valve 94, which is also controlled by the control device 30, the second residual gas reservoir 28 can also be supplied with oxygen, so that an additional supply of oxygen into the residual gas circuit 14 can be made possible if required.

Dies kann insbesondere vorteilhaft sein, wenn zum Spülen der Brennstoffzellenanordnung 12 beziehungsweise der Wasserstoff-Sauerstoff-Brennstoffzellen Wasserstoff genutzt wird. Dabei kann nämlich im Restgaskreislauf 14 ein großer Überschuss an Wasserstoff im Restgasgemisch 22 entstehen. Dies kann durch geeignete Zufuhr von Sauerstoff zum zweiten Restgasspeicher 28 zumindest teilweise kompensiert werden.This can be particularly advantageous if hydrogen is used to flush the fuel cell arrangement 12 or the hydrogen-oxygen fuel cells. This is because a large excess of hydrogen can arise in the residual gas mixture 22 in the residual gas circuit 14 . This can be at least partially compensated for by a suitable supply of oxygen to the second residual gas reservoir 28 .

Die Steuereinrichtung 30 umfasst unter anderem eine elektronische Steuerung, die die gewünschten Steuerfunktionen realisieren kann. Zu diesem Zweck kann eine elektronische Hardwareschaltung vorgesehen sein, die unter anderem eine programmgesteuerte Rechnereinheit aufweisen kann oder sogar durch die Rechnereinheit gebildet sein kann. Die Steuereinrichtung 30 kann neben der Steuerung der Restgasbehandlungsvorrichtung 10 mit ihren Komponenten natürlich auch dazu dienen, die Brennstoffzellenanordnung 12 in geeigneter Weise zu steuern. Insgesamt kann sogar eine kombinierte Steuereinrichtung vorgesehen sein.The control device 30 includes, among other things, an electronic controller that can implement the desired control functions. For this purpose, an electronic hardware circuit can be provided which, among other things, can have a program-controlled computer unit or can even be formed by the computer unit. In addition to controlling the residual gas treatment device 10 with its components, the control device 30 can of course also be used to control the fuel cell arrangement 12 in a suitable manner. Overall, even a combined control device can be provided.

Die Steuereinrichtung 30 ist ausgebildet, das Zuführen des wasserstoffhaltigen ersten Restgases 16 und des sauerstoffhaltigen zweiten Restgases 18 zum Restgaskreislauf 14 zu steuern, sodass in vorgebbarer Weise im Restgaskreislauf 14 das Restgasgemisch 22 gebildet wird. Die Steuereinrichtung 30 ist ferner ausgebildet, das Zuführen des ersten und des zweiten Restgases 16, 18 zum Restgaskreislauf 14 aus dem jeweiligen ersten beziehungsweise zweiten Restgasspeicher 26, 28 zu steuern, denen das jeweilige erste und zweite Restgas 16, 18 von der die Wasserstoff-Sauerstoff-Brennstoffzellen aufweisenden Brennstoffzellenanordnung 12 zuführbar ist.The control device 30 is designed to control the supply of the hydrogen-containing first residual gas 16 and the oxygen-containing second residual gas 18 to the residual gas circuit 14 so that the residual gas mixture 22 is formed in the residual gas circuit 14 in a predeterminable manner. The control device 30 is also designed to control the supply of the first and the second residual gas 16, 18 to the residual gas circuit 14 from the respective first and second residual gas reservoir 26, 28, to which the respective first and second residual gas 16, 18 from the hydrogen-oxygen Fuel cells having fuel cell assembly 12 can be fed.

Darüber hinaus ist vorliegend ferner vorgesehen, dass die Steuereinrichtung 30 auch ausgebildet ist, eine Restgasmenge in den Restgasspeichern 26, 28 abhängig von einem vorgebbaren Vergleichswert zu regeln. Der vorgebbare Vergleichswert ist vorliegend individuell für jeden der Restgasspeicher 26, 28 vorgegeben. In alternativen Ausgestaltungen kann hier auch ein gemeinsamer Vergleichswert vorgesehen sein. Der Vergleichswert kann dazu dienen, einen Betriebsbereich für die in dem jeweiligen Restgasspeicher 26, 28 vorhandene Restgasmenge vorzugegeben. Mittels geeigneter Sensoren, beispielsweise Drucksensoren wie Drucksensoren 96, 98, die ebenfalls entsprechende Drucksignale an die Steuereinrichtung 30 übermitteln, kann eine entsprechende Steuerung der jeweiligen Restgasmenge erreicht werden.In addition, it is also provided in the present case that the control device 30 is also designed to regulate a residual gas quantity in the residual gas reservoirs 26, 28 as a function of a predeterminable comparison value. In the present case, the definable comparative value is preset individually for each of the residual gas reservoirs 26 , 28 . In alternative configurations, a common comparison value can also be provided here. The comparison value can be used to establish an operating range for the respective remainder Gas reservoir 26, 28 given residual gas amount. By means of suitable sensors, for example pressure sensors such as pressure sensors 96, 98, which also transmit corresponding pressure signals to the control device 30, a corresponding control of the respective residual gas quantity can be achieved.

Das Ausführungsbeispiel dient ausschließlich der Erläuterung der Erfindung und soll diese nicht beschränken.The exemplary embodiment serves exclusively to explain the invention and is not intended to restrict it.

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

  • WO 2020/038907 A1 [0010]WO 2020/038907 A1 [0010]

Claims (15)

Verfahren zum Behandeln von Restgasen (16, 18) von wenigstens einer Wasserstoff-Sauerstoff-Brennstoffzelle (12), bei dem: - wenigstens ein erstes wasserstoffhaltiges Restgas (16) und ein zweites sauerstoffhaltiges Restgas (18) einem gemeinsamen Restgaskreislauf (14) einer Restgasbehandlungsvorrichtung (10) zugeführt werden, wodurch im Restgaskreislauf (14) ein Restgasgemisch (22) gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite Restgas (16, 18) von der wenigstens einen Wasserstoff-Sauerstoff-Brennstoffzelle (12) zunächst einem jeweiligen ersten beziehungsweise zweiten Restgasspeicher (26, 28) zugeführt werden, wobei das erste und das zweite Restgas (16, 18) dem Restgaskreislauf (14) aus dem jeweiligen ersten beziehungsweise zweiten Restgasspeicher (26, 28) zugeführt werden.Method for treating residual gases (16, 18) from at least one hydrogen-oxygen fuel cell (12), in which: - at least a first residual gas containing hydrogen (16) and a second residual gas containing oxygen (18) in a common residual gas circuit (14) of a residual gas treatment device (10), whereby a residual gas mixture (22) is formed in the residual gas circuit (14), characterized in that the first and the second residual gas (16, 18) from the at least one hydrogen-oxygen fuel cell (12) are first fed to a respective first and second residual gas reservoirs (26, 28), the first and the second residual gas (16, 18) being fed to the residual gas circuit (14) from the respective first and second residual gas reservoirs (26, 28). Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Zuführen des ersten und des zweiten Restgases (16, 18) vom entsprechenden ersten und zweiten Restgasspeicher (26, 28) zum Restgaskreislauf (14) über ein jeweiliges Steuerventil (36, 38) erfolgt.procedure after claim 1 , characterized in that the first and the second residual gas (16, 18) are supplied from the corresponding first and second residual gas reservoir (26, 28) to the residual gas circuit (14) via a respective control valve (36, 38). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Restgasgemisch (22) enthaltener Wasserstoff mittels einer im Restgaskreislauf (14) angeordneten Rekombinationseinrichtung (24) der Restgasbehandlungsvorrichtung (10) mit im Restgasgemisch (22) enthaltenem Sauerstoff zumindest teilweise zu Wasser rekombiniert wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that hydrogen contained in the residual gas mixture (22) is at least partially recombined with oxygen contained in the residual gas mixture (22) to form water by means of a recombination device (24) of the residual gas treatment device (10) arranged in the residual gas circuit (14). Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Rekombinationseinrichtung (24) eine Temperatur des Restgasgemisches (22) mittels wenigstens eines Temperatursensors (40, 42) erfasst wird und wenigstens eines der Steuerventile (36, 38) abhängig von der erfassten Temperatur gesteuert wird.procedure after claim 3 , characterized in that in the region of the recombination device (24) a temperature of the residual gas mixture (22) is detected by means of at least one temperature sensor (40, 42) and at least one of the control valves (36, 38) is controlled depending on the detected temperature. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Restgaskreislauf (14) eine Konzentration von Wasserstoff und eine Konzentration von Sauerstoff im Restgasgemisch (22) mittels eines jeweiligen Sensors (44, 46) erfasst wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a concentration of hydrogen and a concentration of oxygen in the residual gas mixture (22) in the residual gas circuit (14) is detected by means of a respective sensor (44, 46). Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines der Steuerventile (36, 38) abhängig von der erfassten Konzentration des Wasserstoffs und/oder des Sauerstoffs gesteuert wird.procedure after claim 5 , characterized in that at least one of the control valves (36, 38) is controlled as a function of the detected concentration of the hydrogen and/or the oxygen. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zusammensetzung des Restgasgemisches (22) im Restgaskreislauf (14) ermittelt wird und wenigstens eines der Steuerventile (36, 38) abhängig von der erfassten Zusammensetzung gesteuert wird.Method according to any of the preceding claims 2 until 6 , characterized in that a composition of the residual gas mixture (22) in the residual gas circuit (14) is determined and at least one of the control valves (36, 38) is controlled depending on the detected composition. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem zweiten Restgasspeicher (28) zusätzlich Sauerstoff oder Luft zugeführt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that oxygen or air is additionally supplied to the second residual gas store (28). Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Zuführen von Sauerstoff oder Luft abhängig von einem Spülen der wenigstens einen Wasserstoff-Sauerstoff-Brennstoffzelle (12) mit Wasserstoff erfolgt.procedure after claim 8 , characterized in that the supply of oxygen or air depends on a flushing of the at least one hydrogen-oxygen fuel cell (12) with hydrogen. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines der Restgase (16, 18) zumindest bei einer Betriebszustandsänderung der wenigstens einen Wasserstoff-Sauerstoff-Brennstoffzelle (12) im jeweiligen Restgasspeicher (26, 28) gespeichert wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the residual gases (16, 18) is stored in the respective residual gas reservoir (26, 28) at least when the operating state of the at least one hydrogen-oxygen fuel cell (12) changes. Restgasbehandlungsvorrichtung (10) zum Behandeln von Restgasen wenigstens einer Wasserstoff-Sauerstoff-Brennstoffzelle (12), mit: - einem Restgaskreislauf (14), dem ein erstes wasserstoffhaltiges Restgas (16) und ein zweites sauerstoffhaltiges Restgas (18) zuführbar ist, um ein Restgasgemisch (22) im Restgaskreislauf (14) zu bilden, und - einer Rekombinationseinrichtung (24), die im Restgaskreislauf (14) angeordnet ist und die ausgebildet ist, im Restgasgemisch enthaltenen Wasserstoff mit im Restgasgemisch (22) enthaltenem Sauerstoff zumindest teilweise zu Wasser zu rekombinieren, gekennzeichnet durch einen ersten und zweiten Restgasspeicher (26, 28) zum Zuführen des jeweiligen ersten beziehungsweise zweiten Restgases (16, 18) von der wenigstens einen Wasserstoff-Sauerstoff-Brennstoffzelle (12), wobei die Restgasbehandlungsvorrichtung (10) ausgebildet ist, das erste und das zweite Restgas (16, 18) dem Restgaskreislauf (14) aus dem jeweiligen ersten beziehungsweise zweiten Restgasspeicher (26, 28) zuzuführen.Residual gas treatment device (10) for treating residual gases of at least one hydrogen-oxygen fuel cell (12), having: - a residual gas circuit (14) to which a first hydrogen-containing residual gas (16) and a second oxygen-containing residual gas (18) can be fed in order to form a residual gas mixture (22) in the residual gas circuit (14), and - a recombination device (24) which is arranged in the residual gas circuit (14) and which is designed to at least partially recombine hydrogen contained in the residual gas mixture with oxygen contained in the residual gas mixture (22) to form water , characterized by a first and second residual gas store (26, 28) for supplying the respective first and second residual gas (16, 18) from the at least one hydrogen-oxygen fuel cell (12), wherein the residual gas treatment device (10) is designed, the first and the second residual gas (16, 18) to the residual gas circuit (14) from the respective first or second residual gas storage he (26, 28) to feed. Restgasbehandlungsvorrichtung nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch eine Kühleinrichtung (32), die in Strömungsrichtung des Restgasgemisches (22) im Restgaskreislauf (14) der Rekombinationseinrichtung (10) nachgeordnet ist.Residual gas treatment device claim 11 characterized by a cooling device (32) which is arranged downstream of the recombination device (10) in the flow direction of the residual gas mixture (22) in the residual gas circuit (14). Steuereinrichtung (30) zum Steuern einer Restgasbehandlungsvorrichtung (10), wobei die Steuereinrichtung (30) ausgebildet ist, das Zuführen von einem ersten wasserstoffhaltigen Restgas (16) und einem zweiten sauerstoffhaltigen Restgas (18) zu einem Restgaskreislauf (14) der Restgasbehandlungsvorrichtung (10) zu steuern, um im Restgaskreislauf (14) ein Restgasgemisch (22) zu bilden, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (30) ferner ausgebildet ist, das Zuführen des ersten und des zweiten Restgases (16, 18) zum Restgaskreislauf (14) aus einem jeweiligen ersten beziehungsweise zweiten Restgasspeicher (26, 28) der Restgasbehandlungsvorrichtung (10) zu steuern, denen das jeweilige erste und zweite Restgas (16, 18) von der wenigstens einen Wasserstoff-Sauerstoff-Brennstoffzelle (12) zuführbar ist.Control device (30) for controlling a residual gas treatment device (10), wherein the control device (30) is designed to supply a first hydrogen-containing residual gas (16) and a second oxygen-containing residual gas (18) to a residual gas circuit (14) of the residual gas treatment treatment device (10) in order to form a residual gas mixture (22) in the residual gas circuit (14), characterized in that the control device (30) is also designed to supply the first and the second residual gas (16, 18) to the residual gas circuit ( 14) from a respective first or second residual gas reservoir (26, 28) of the residual gas treatment device (10), to which the respective first and second residual gas (16, 18) from the at least one hydrogen-oxygen fuel cell (12) can be fed. Steuereinrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (30) ferner ausgebildet ist, eine Betriebszustandsänderung der wenigstens einen Wasserstoff-Sauerstoff-Brennstoffzelle (12) zu ermitteln und abhängig von der ermittelten Betriebszustandsänderung eine zusätzliche Sauerstoffzufuhr zum zweiten Restgasspeicher (28) zu steuern.control device Claim 13 , characterized in that the control device (30) is also designed to determine a change in the operating state of the at least one hydrogen-oxygen fuel cell (12) and to control an additional supply of oxygen to the second residual gas store (28) as a function of the determined change in the operating state. Steuereinrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (30) ferner ausgebildet ist, eine Restgasmenge in wenigstens einem der Restgasspeicher (26, 28) abhängig von einem vorgebbaren Vergleichswert zu regeln.control device Claim 13 or 14 , characterized in that the control device (30) is also designed to regulate a residual gas quantity in at least one of the residual gas reservoirs (26, 28) depending on a predefinable comparison value.
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