DE10214564A1 - Process for the targeted, brief moistening of an HT-PEM fuel cell as well as the associated HT-PEM fuel cell system - Google Patents

Process for the targeted, brief moistening of an HT-PEM fuel cell as well as the associated HT-PEM fuel cell system

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Abstract

PEM-Brennstoffzellen haben als wesentliche Baueinheit eine Membranelektrodeneinheit MEA mit beidseitig auf einer Polymermembran befindlichen Kathode und Anode, sowie jeweils einen Kathodenraum und einen Anodenraum, die beide beidseitig von einer bipolaren Platte abgeschlossen sind. In der Praxis kann es vorkommen, dass im Ruhezustand der Batterie für den Fall, dass kein Strom gezogen wird, der Widerstand der Membranelektrodeneinheit (MEA) schnell ansteigt. Erfindungsgemäß wird der Kathode statt Luft eine begrenzte Menge Wasserstoff oder ein wasserstoffhaltiges Gas zugeführt, wobei durch die katalytische Reaktion Wasserstoff und Sauerstoff unter Bildung von Wasser und Wärme rekombinieren. Es lässt sich so die Polymermembran befeuchten und deren Widerstand gezielt verringern. Zur Überwachung kann eine Messeinrichtung 8 für den ohmschen Widerstand über eine Steuer- bzw. Regeleinrichtung (6) eine geeignete Vorrichtung zur Befeuchtung der Membran steuern, wobei die Vorrichtung im Wesentlichen aus einer Umschaltvorrichtung (7) für die Betriebsgase besteht.PEM fuel cells have as their essential structural unit a membrane electrode unit MEA with cathode and anode located on both sides on a polymer membrane, as well as a cathode space and an anode space, both of which are closed on both sides by a bipolar plate. In practice, it can happen that the resistance of the membrane electrode assembly (MEA) increases rapidly in the idle state of the battery in the event that no current is drawn. According to the invention, a limited amount of hydrogen or a hydrogen-containing gas is fed to the cathode instead of air, with the catalytic reaction recombining hydrogen and oxygen to form water and heat. This allows the polymer membrane to be moistened and its resistance to be specifically reduced. For monitoring purposes, a measuring device 8 for the ohmic resistance can control a suitable device for moistening the membrane via a control device (6), the device essentially consisting of a switching device (7) for the operating gases.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur gezielten, kurzzeitigen Befeuchtung einer HT-PEM-Brennstoffzelle, die eine Membranelektrodeneinheit mit beidseitig einer Polymermembran befindlichen Kathode und Anode enthält, welche jeweils durch einen Kathodenraum einerseits und einen Anodenraum andererseits gegenüber einer bipolaren Platte abgeschlossen wird, wobei als Prozessgase für die Brennstoffzelle Wasserstoff (H2) einerseits und Sauerstoff (O2) als Oxidans aus der Umgebungsluft andererseits verwendet werden. Daneben bezieht sich die Erfindung auch auf eine zugehörige HT-PEM- Brennstoffzellenanlage, enthaltend wenigstens ein Brennstoffzellenelement mit einer Membranelektrodeneinheit aus beidseitig auf einer Polymermembran aufgebrachten Kathode und Anode sowie jeweils zugeordnetem Kathoden- und Anodenraum, welche beide endseitig von einer Bipolarplatte abgeschlossen sind. The invention relates to a method for the targeted, brief moistening of a HT-PEM fuel cell, which contains a membrane electrode unit with a polymer membrane on both sides of the cathode and anode, which is in each case closed off by a cathode space on the one hand and an anode space on the other hand, with respect to a bipolar plate as process gases for the fuel cell hydrogen (H 2 ) on the one hand and oxygen (O 2 ) as an oxidant from the ambient air on the other hand. In addition, the invention also relates to an associated HT-PEM fuel cell system, comprising at least one fuel cell element with a membrane electrode unit comprising a cathode and anode applied to both sides of a polymer membrane and an associated cathode and anode space, both of which are closed at the ends by a bipolar plate.

PEM(Polymer Electrolyte Membrane bzw. Protone Exchange Membrane)-Brennstoffzellen sind vom Stand der Technik bekannt. Solche Brennstoffzellen bestehen im Wesentlichen aus einer Membran-Elektrodeneinheit MEA (= Membrane Electrode Assembly) mit einer beidseitig mit Elektroden und Katalysator versehenen protonenleitfähigen Membran, von denen die eine Elektrode die Kathode und die andere Elektrode die Anode für den elektrochemischen Prozess ist. Der jeweiligen Elektrode schließt sich ein Kathoden- bzw. ein Anodenraum an, welche Räume jeweils von einer Bipolarplatte zur nächsten Brennstoffzelle abgeschlossen sind. PEM (Polymer Electrolyte Membrane or Protone Exchange Membrane) fuel cells are known from the prior art. Such fuel cells essentially consist of one Membrane electrode unit MEA (= Membrane Electrode Assembly) with one on both sides with electrodes and catalyst provided proton conductive membrane, one of which Electrode the cathode and the other electrode the anode for the electrochemical process is. The respective electrode is followed by a cathode or anode space, which Spaces from one bipolar plate to the next Fuel cell are completed.

Bei der PEM-Brennstoffzelle erfolgt in bekannter Weise in der protonenleitfähigen Membran unter Wasserüberschuss ein Rekombinationsprozess des der Anode als Brennstoff zugeführten Wasserstoffes mit dem der Kathode als Oxidans zugeführten Sauerstoff. Dazu muss die Membran feucht gehalten werden, wozu üblicherweise die Prozessgase, nämlich der Wasserstoff einerseits und Umbebungsluft, woraus der Sauerstoff als Oxidans gewonnen wird, andererseits, befeuchtet werden müssen. In the PEM fuel cell takes place in a known manner proton conductive membrane under excess water Recombination process of the fuel supplied to the anode Hydrogen with that supplied to the cathode as an oxidant Oxygen. To do this, the membrane must be kept moist, usually the process gases, namely hydrogen on the one hand and ambient air, from which the oxygen as an oxidant won, on the other hand, must be moistened.

PEM-Brennstoffzellen werden bekanntermaßen bei Betriebstemperaturen < 100°C, beispielsweise bei Temperaturen von 60°C, und Normaldruck betrieben, da insbesondere bei Temperaturen über 100°C das Wasser zur Befeuchtung der Prozessgase entsprechend seiner Dampfdruckkurve verdampft. Beim elektrochemischen Prozess entsteht gleichermaßen Prozesswasser, das zur Gasbefeuchtung dienen kann. PEM fuel cells are known to be used at Operating temperatures <100 ° C, for example at temperatures of 60 ° C, and normal pressure operated, especially at temperatures the water for humidifying the process gases above 100 ° C evaporated according to its vapor pressure curve. At the Electrochemical process creates process water that is used for Gas humidification can serve.

Mit der WO 01/03212 A1 wird auch bereits vorgeschlagen, bei MEA's von PEM-Brennstoffzellen eine mit einer autoprotolytischen und/oder eigendissozierenden Säure versehene, befeuchtungsunabhängige PBI-Membran zu verwenden, so dass vorteilhafterweise bei höheren Temperaturen, insbesondere auch Temperaturen über 100°C, gearbeitet werden kann. Derartige PEM- Brennstoffzellen werden als HTM(High Temperature Membrane)- Brennstoffzellen oder auch HT-PEM-Brennstoffzellen bezeichnet und haben einen vom Betriebsdruck abhängigen Arbeitsbereich von 80°C bis 300°C, vorzugsweise bei Normaldruck zwischen 120°C und 200°C. WO 01/03212 A1 also suggests that MEA's of PEM fuel cells one with one provided with autoprotolytic and / or self-dissociating acid, moisture-independent PBI membrane to use, so that advantageously at higher temperatures, in particular also Temperatures above 100 ° C, can be worked. Such PEM Fuel cells are called HTM (High Temperature Membrane) - Fuel cells or HT-PEM fuel cells called and have a working range that depends on the operating pressure from 80 ° C to 300 ° C, preferably at normal pressure between 120 ° C and 200 ° C.

Für den Langzeitbetrieb eines HT-PEM-Brennstoffzellensystems ist es erforderlich, dass der ohmsche Widerstand des Membranelektrolyten klein und zeitlich konstant ist. In einer Phosphorsäure(H3PO4)-PBI-Membran wird ein definierter Wassergehalt benötigt, um eine gute elektrische Leitfähigkeit und damit einen niedrigen ohmschen Widerstand zu gewährleisten. Die bislang vorliegenden Ergebnisse zeigen, dass diese Bedingung bei der HT-PEM-Brennstoffzelle nicht in allen Betriebszuständen realisiert ist. For the long-term operation of an HT-PEM fuel cell system, it is necessary that the ohmic resistance of the membrane electrolyte is small and constant over time. A defined water content is required in a phosphoric acid (H 3 PO 4 ) -PBI membrane in order to ensure good electrical conductivity and thus a low ohmic resistance. The results available so far show that this condition is not realized in all operating states with the HT-PEM fuel cell.

Wird kein Strom gezogen, so dass an der Kathode kein Produktwasser entsteht, steigt der Widerstand der MEA schnell an, insbesondere wenn die Luftzufuhr nicht vollständig abgeschaltet wird. Dabei sind Erhöhungen des Widerstands um 50 bis 100% und darüber hinaus möglich, wobei die Widerstandsänderung zeitabhängig. Auch im Teillastbetrieb bei Stromdichten unter 200 mA/cm2 steigt der Widerstand an, beispielsweise um ca. 30 bis 50%, da nicht genügend Prozeswasser entsteht, um die elektrische Leitfähigkeit in der Membran bzw. der Arbeitsschicht ausreichend hoch zu halten. If no current is drawn, so that no product water is generated at the cathode, the resistance of the MEA increases rapidly, especially if the air supply is not completely switched off. Resistance increases of 50 to 100% and beyond are possible, the change in resistance depending on the time. Even in partial load operation with current densities below 200 mA / cm 2 , the resistance increases, for example by approx. 30 to 50%, since not enough process water is created to keep the electrical conductivity in the membrane or the working layer sufficiently high.

Problematisch ist ein Austrocknen der Membran und ein damit verbundene Widerstandsanstieg dann, wenn vor dem Abschalten der Brennstoffzelle ohne Stromfluss eine verhältnismäßig große Menge Luft durch den Kathodenraum geleitet wird, um zu verhindern, dass Wasserdampf in der Zelle verbleibt, der beim Abkühlen der Zelle kondensiert und dann Phosphorsäure aus der Membran auswäscht. Nach dem erneuten Hochheizen liegt dann meist ein drastisch erhöhter Widerstand vor und zwar insbesondere um den Faktor 2 bis 4 höher als vorher. It is problematic that the membrane dries out and with it associated increase in resistance if before switching off the fuel cell without a current flow is proportionate large amount of air is passed through the cathode compartment to prevent water vapor from remaining in the cell Cooling the cell condenses and then phosphoric acid from the Washed out membrane. After heating up again lies then usually a drastically increased resistance before in particular by a factor of 2 to 4 higher than before.

In der Praxis werden entsprechend dem Stand der Technik zwei unterschiedliche Konzepte angewandt, falls der Membranwiderstand durch Austrocknen angestiegen ist:

  • a) Es wird eine hohe Stromdichte (400 mA/cm2) realisiert und gewartet, bis der Widerstand durch das dabei gebildete Produktwasser erniedrigt wird.
  • b) Es wird ein externer Befeuchter in die Anlage integriert und damit die in die Zelle geleitete Reaktionsluft teilbefeuchtet.
According to the state of the art, two different concepts are used in practice if the membrane resistance has increased due to drying out:
  • a) A high current density (400 mA / cm 2 ) is realized and waited until the resistance is reduced by the product water formed in the process.
  • b) An external humidifier is integrated into the system and thus the reaction air fed into the cell is partially humidified.

Davon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren anzugeben, mit dem ohne großen Aufwand eine kurzzeitige Befeuchtung und Erwärmung der Polymermembran erfolgt und insbesondere der ohmsche Widerstand der Membran in geeigneter Weise eingestellt werden kann. Dazu soll eine geeignete HT- PEM-Brennstoffzellenanlage geschaffen werden. Proceeding from this, the object of the invention is a method specify with which a short-term Moistening and heating of the polymer membrane takes place and in particular the ohmic resistance of the membrane in a suitable Way can be set. A suitable HT PEM fuel cell system can be created.

Die Aufgabe ist bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß durch die Maßnahmen des Patentanspruches 1 und/oder die Maßnahmen des Patentanspruches 8 gelöst. Eine zugehörige HT-PEM-Brennstoffzellenanlage ist Gegenstand des Patentanspruches 16. Weiterbildungen des Verfahrens und der zugehörigen Brennstoffzellenbatterie sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche. The task is in a method of the aforementioned Art according to the invention by the measures of the claim 1 and / or the measures of claim 8 solved. A associated HT-PEM fuel cell system is the subject of 16. Further developments of the method and associated fuel cell battery are the subject of respective subclaims.

Die Erfindung dient zur gezielten, kurzzeitigen Befeuchtung und Erwärmung der Membran und zwar dann, wenn durch einen der oben genannten Betriebszustände der Widerstand angestiegen ist. Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird an der Kathode statt Luft eine begrenzte Menge Wasserstoff oder ein wasserstoffhaltiges Gasgemisch zugeführt. Der Kathodenraum wird vorher nicht mit Inertgas gespült, so dass die noch in der Zelle befindliche Luft mit dem Wasserstoff an der Oberfläche des Pt-Katalysators reagiert und so Wasser bildet. Da der Wasserstofffluss sehr klein gehalten werden kann, wird das Wasser nicht ausgetragen. Stattdessen kann es die Membran befeuchten und so den Widerstand senken. Anschließend wird wieder Luft der Kathode zugeführt. Dabei kann nochmals in analoger Weise Wasser gebildet werden. Es stellt sich außerdem wieder das Ruhepotenzial der Brennstoffzelle ein, die dann wieder belastet werden kann. The invention is used for targeted, brief moistening and heating the membrane when one of the above operating conditions the resistance increased is. In the method according to the invention, the cathode instead of air a limited amount of hydrogen or a supplied hydrogen-containing gas mixture. The cathode compartment will not previously flushed with inert gas, so that the still in the Air in the cell with the hydrogen on the surface of the Pt catalyst reacts to form water. Since the Hydrogen flow can be kept very small, it will Water not discharged. Instead, it can be the membrane moisten and lower the resistance. Then will air is again supplied to the cathode. Here again in water can be formed analogously. It also turns out again the resting potential of the fuel cell, which then can be charged again.

Alternativ oder zusätzlich kann im Rahmen der Erfindung ein entsprechendes Verfahren an der Anode durchgeführt werden, wobei hier statt Wasserstoff eine begrenzte Menge Luft oder ein sauerstoffhaltiges Gasgemisch zugeführt und der im Anodenraum befindliche Wasserstoff mit dem Sauerstoff an der Oberfläche des Katalysators reagiert und Wasser bildet. Die weitere Vorgehensweise erfolgt entsprechend den bei der ersten Alternative angegebenen Maßnahmen. Alternatively or additionally, a can within the scope of the invention appropriate procedures are carried out on the anode, where instead of hydrogen a limited amount of air or fed an oxygen-containing gas mixture and the in Hydrogen located with the oxygen at the anode compartment Surface of the catalyst reacts and water forms. The the further procedure is the same as for the first alternative specified measures.

Da die Reaktion zwischen Wasserstoff und Sauerstoff stark exotherm ist, wird beim erfindungsgemäßen Verfahren Wärme freigesetzt, die zum Aufheizen der MEA führen kann und somit ebenfalls zu einer Widerstandsverringerung beitragen kann. Because the reaction between hydrogen and oxygen is strong is exothermic, heat in the process according to the invention released, which can lead to the heating of the MEA and thus can also contribute to a reduction in resistance.

Vorteilhaft an dem erfindungsgemäßen Verfahren ist, dass die Befeuchtung sehr schnell erfolgt. Bei dem weiter oben entsprechend dem Stand der Technik angegebene ersten Verfahren a) kann es mehrere Minuten dauern, bis der Widerstand auf den Normalwert abfällt. Analog steigt dann die Zellleistung ebenfalls nur langsam an. Das entsprechend dem Stand der Technik angegebene zweite Verfahren b) erfordert einen externen Befeuchter und damit zusätzlichen apparativen und energetischen Aufwand, der beim erfindungsgemäßen Verfahren vermieden werden kann. An advantage of the method according to the invention is that the Humidification takes place very quickly. The one above according to the prior art specified first method a) it may take several minutes for the resistance to reach the Normal value drops. The cell output then increases analogously also only slowly. This corresponds to the state of the art specified second method b) requires an external Humidifier and thus additional equipment and energy Effort avoided in the method according to the invention can be.

Die einfache katalytische Reaktion, d. h. die Rekombination von H2 und O2 mit Bildung von H2O, ist besonders vorteilhaft zur zeitlich begrenzten, aber schnellen Befeuchtung zu nutzen und Somit wird ein zusätzliches Bauteil, d. h. den separaten Befeuchter bzw. eine langsame Befeuchtung bei hoher Stromdichte - mit der Konsequenz des nur langsames Ansteigen der Zellleistung -, vermieden. The simple catalytic reaction, ie the recombination of H 2 and O 2 with the formation of H 2 O, is particularly advantageous for the temporary, but rapid moistening, and thus an additional component, ie the separate humidifier or a slow humidification high current density - with the consequence of only a slow increase in cell output - avoided.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Figurenbeschreibung eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Patentansprüchen. Further details and advantages of the invention emerge from the following description of the figures Embodiment in connection with the claims.

Die einzige Figur zeigt in schematischer Darstellung eine PEM-Brennstoffzellenanlage, mit zugehörigen Mitteln zur Herabsetzung des Mebranwiderstandes. The single figure shows a schematic representation of one PEM fuel cell system, with associated means for Reduction of the membrane resistance.

Eine bekannte Brennstoffzellenanlage enthält elektrisch hintereinandergeschalteten PEM-Brennstoffzellen 10, 10', . . . 10', die durch Stapelung ein sog. Brennstoffzellenstapel 1 oder ein sog. "Stack" bilden und durch Endplatten 2, 2' mit Einrichtungen zur Betriebsmittelversorgung, wie Prozessgase einerseits und Kühlmittel anderseits, aufweisen. Jede Brennstoffzelleneinheit 10, 10', . . . beinhaltet eine Membranelektrodeneinheit (MEA) 11 aus einer Polymermembran 12 mit Kathode 13 und Anode 14, die beide Platin als Katalysatormaterial beinhalten. Der Kathode 13 schließen sich ein Kathodenraum 15 und der Anode 14 ein Anodenraum 16 an. Zwei benachbarte Brennstoffzelleneinheiten 10 und 10' werden jeweils von einer gemeinsamen Bipolarplatte 17 separiert, wobei zu jeder Brennstoffzelle 10, 10', . . . zwei Bipolarplatten 17 und 17' gehören. Die Bipolarplatten 17 und 17' sind an den Oberflächen hydrophobiert oder sind an den dem Kathodenraum 15 bzw. dem Anodenraum 16 zugewandten Seiten mit hydrophobierten Kohlepapieren versehen. Letzteres ist vom Stand der Technik bekannt und daher in der Figur nicht im Einzelnen dargestellt. A known fuel cell system contains PEM fuel cells 10 , 10 ', which are electrically connected in series. , , 10 ', which form a so-called fuel cell stack 1 or a so-called "stack" by stacking and have end plates 2 , 2 ' with devices for supplying operating materials, such as process gases on the one hand and coolants on the other. Each fuel cell unit 10 , 10 ',. , , includes a membrane electrode assembly (MEA) 11 made of a polymer membrane 12 with cathode 13 and anode 14 , both of which contain platinum as the catalyst material. The cathode 13 is followed by a cathode space 15 and the anode 14 is an anode space 16 . Two adjacent fuel cell units 10 and 10 'are each separated by a common bipolar plate 17 , with each fuel cell 10 , 10 ',. , , two bipolar plates 17 and 17 'belong. The bipolar plates 17 and 17 'are hydrophobized on the surfaces or are provided with hydrophobized carbon papers on the sides facing the cathode space 15 and the anode space 16, respectively. The latter is known from the prior art and is therefore not shown in detail in the figure.

In der Figur wird der Brennstoffzellestapel 1 mit Wasserstoff (H2) als Brenngas und Sauerstoff (O2) als Oxidans betrieben, wobei auf die Prozessgasführung nicht im Einzelnen eingegangen wird. Statt Wasserstoff ist auch ein wasserstoffreiches Gas als Brenngas möglich, statt Sauerstoff wird in der Praxis verdichtete Luft verwendet. In the figure, the fuel cell stack 1 is operated with hydrogen (H 2 ) as the fuel gas and oxygen (O 2 ) as the oxidant, the process gas flow not being discussed in detail. Instead of hydrogen, a hydrogen-rich gas is also possible as a fuel gas; in practice, compressed air is used instead of oxygen.

Dem Brennstoffzellenstapel 1 ist eine Steuer- und Regeleinrichtung 5 zugeordnet, die eine mechanische Vorrichtung 7 zur Umsteuerung der Prozessgase ansteuert. Es wird somit die Möglichkeit einer kurzzeitigen Befeuchtung der Brennstoffzellen 10, 10', . . . realisiert, die weiter unten im Einzelnen beschrieben wird. Der Steuer- und Regeleinrichtung 5 ist eine Messeinrichtung 8 für den ohmschen Widerstand und eine Signalverarbeitungseinrichtung 6 zugeordnet. A control and regulating device 5 is assigned to the fuel cell stack 1 , which controls a mechanical device 7 for reversing the process gases. The possibility of a brief moistening of the fuel cells 10 , 10 ',. , , realized, which is described in detail below. A control device 8 for the ohmic resistance and a signal processing device 6 are assigned to the control and regulating device 5 .

Die Steuer- und Regeleinrichtung 5 kann in Abhängigkeit von Eingangssignalen die Umschaltvorrichtung 7 für die Prozessgase derart steuern, dass bei Bedarf der Kathode 13 statt Luft eine begrenzte Menge Wasserstoff oder ein wasserstoffhaltiges Gasgemisch zugeführt wird, wobei bewusst in Abweichung zum Stand der Technik der Kathodenraum 15 vorher nicht mit Inertgas gespült wird. Damit wird erreicht, dass die noch in der Brennstoffzelle befindliche Luft mit dem Wasserstoff an der Oberfläche des Platinkatalysators reagiert und so Wasser bildet. Das Wasser wird nicht ausgetragen, da der Wasserstofffluss klein gehalten wird. Vielmehr kann das Wasser die Membran 12 befeuchten und so den ohmschen Widerstand absenken. Depending on input signals, the control and regulating device 5 can control the switching device 7 for the process gases in such a way that, if required, a limited amount of hydrogen or a hydrogen-containing gas mixture is fed to the cathode 13 instead of air, deliberately deviating from the prior art, the cathode chamber 15 is not previously flushed with inert gas. This ensures that the air still in the fuel cell reacts with the hydrogen on the surface of the platinum catalyst and thus forms water. The water is not discharged because the hydrogen flow is kept small. Rather, the water can moisten the membrane 12 and thus lower the ohmic resistance.

In entsprechender Weise kann der Anode 14 statt Wasserstoff eine begrenzte Menge Luft bzw. Sauerstoff zugeführt werden, wobei wiederum der Anodenraum 16 vorher nicht mit Inertgas gespült wird. Durch die katalytische Reaktion, d. h. die Rekombination von Wasserstoff und Luftsauerstoff, ergibt sich in beiden Fällen neben der Bildung des Produktwassers weiterhin Wärme aufgrund der exothermen Reaktion, mit dem gleichermaßen der Widerstand der Polymermembran gesenkt wird. In a corresponding manner, a limited amount of air or oxygen can be supplied to the anode 14 instead of hydrogen, the anode space 16 again not being flushed with inert gas beforehand. As a result of the catalytic reaction, ie the recombination of hydrogen and atmospheric oxygen, in addition to the formation of the product water, heat is also produced in both cases due to the exothermic reaction, which likewise reduces the resistance of the polymer membrane.

Umfangreiche experimentelle Untersuchungen haben gezeigt, dass bereits durch kurzzeitiges Umschalten von Luft- auf Wasserstoff-Zufuhr an der Kathode ohne Last nach Austrocknen der MEA eine deutliche Verringerung des ohmschen Widerstands erreicht wird. Dabei fiel der Widerstand meist auf Werte, die bis zu 25% unterhalb des im normalen BZ-Betrieb üblichen Widerstands liegen. Extensive experimental studies have shown that by switching from air to air for a short time Hydrogen supply to the cathode without load after the MEA a significant reduction in ohmic resistance is achieved. The resistance mostly fell to values that up to 25% below what is usual in normal FC operation Resistance.

Für die Anwendung im Brennstoffzellenstapel 1 der Figur ist es möglich das Verfahren immer dann anzuwenden, wenn ein zu hoher Widerstand auf ein akzeptables Maß gedrückt werden muss, z. B. nach dem Wiederaufheizen oder vor dem Belasten einer Brennstoffzellenanlage, wenn zuvor bei Betriebstemperatur über längere Zeitintervalle kein Strom gezogen wurde. Dabei kann der ohmsche Widerstand in einer Brennstoffzelle an der MEA unmittelbar mit einem Sensor gemessen werden und der Signalverarbeitungseinrichtung 6 als Messgröße zugeführt werden. Über ein derartiges Einrichtung 6 wird dann unmittelbar das Steuer- oder reegeleinrichtung 5 mit der entsprechenden Umschalteinrichtung 7 für die Prozessgase angesteuert, so dass in geeigneter Weise die Reaktionsgase für die katalytisch gesteuerte Rekombination von Sauerstoff und Wasserstoff bereitgestellt werden. Im Einzelnen sind verschiedene Verfahrensweisen denkbar:

  • a) Der Kathode wird abwechselnd Luft, Wasserstoff und erneut Luft zugeführt.
  • b) Der Kathode wird ein Wasserstoff-Luft-Gemisch danach reine Luft zugeführt.
  • c) Der Anode wird abwechselnd Wasserstoff, Luft und erneut Wasserstoff zugeführt.
  • d) Der Anode wird ein Wasserstoff-Luft-Gemisch danach reiner Wasserstoff zugeführt.
  • e) An beide Elektroden werden Betriebsmittel nach einem der Verfahren a) bis d) zugeführt.
For use in the fuel cell stack 1 of the figure, it is possible to use the method whenever an excessively high resistance has to be pressed to an acceptable level, e.g. B. after reheating or before loading a fuel cell system if no electricity was previously drawn at operating temperature for long periods of time. The ohmic resistance in a fuel cell on the MEA can be measured directly with a sensor and fed to the signal processing device 6 as a measured variable. The control or regulating device 5 with the corresponding switching device 7 for the process gases is then controlled directly via such a device 6 , so that the reaction gases for the catalytically controlled recombination of oxygen and hydrogen are provided in a suitable manner. Different procedures are conceivable:
  • a) Air, hydrogen and again air are fed alternately to the cathode.
  • b) A pure hydrogen-air mixture is then fed to the cathode.
  • c) The anode is alternately supplied with hydrogen, air and again hydrogen.
  • d) A pure hydrogen-air mixture is then fed to the anode.
  • e) Equipment is supplied to both electrodes according to one of the methods a) to d).

Nach dem Zurückschalten auf die normale Prozessgasversorgung beider Elektroden ist es dann notwendig, einen hohen Strom zu ziehen, um durch die Wasserproduktion ein erneutes Austrocknen der Membran zu verhindern. After switching back to the normal process gas supply It is then necessary for both electrodes to apply a high current pull to make a new one through water production To prevent the membrane from drying out.

Claims (19)

1. Verfahren zur gezielten, kurzzeitigen Befeuchtung einer HT-PEM-Brennstoffzelle, wobei die Brennstoffzelle eine Membranelektrodeneinheit (MEA) aus beidseitig einer Polymermembran befindlicher Kathode und Anode enthält, welche jeweils durch einen Kathodenraum einerseits und einen Anodenraum andererseits gegenüber einer Bipolarplatte abgeschlossen sind, wobei als Prozessgase für die Brennstoffzelle Wasserstoff (H2) einerseits und Sauerstoff (O2) als Oxidans aus der Umgebungsluft andererseits verwendet werden, mit folgenden Maßnahmen: - Der Kathode wird statt Luft eine begrenzte Menge Wasserstoff oder ein wasserstoffhaltiges Gasgemisch zugeführt, - die im Kathodenraum befindliche Luft reagiert mit dem Wasserstoff an der Oberfläche des Katalysators und bildet Wasser, - das so gebildete Wasser befeuchtet die Brennstoffzelle. 1. A method for the targeted, brief moistening of an HT-PEM fuel cell, the fuel cell containing a membrane electrode assembly (MEA) consisting of a polymer membrane on both sides of a cathode and anode, each of which is closed off by a cathode compartment on the one hand and an anode compartment on the other hand with respect to a bipolar plate, wherein as process gases for the fuel cell hydrogen (H 2 ) on the one hand and oxygen (O 2 ) as an oxidant from the ambient air on the other hand, with the following measures: - Instead of air, a limited amount of hydrogen or a hydrogen-containing gas mixture is fed to the cathode, the air in the cathode compartment reacts with the hydrogen on the surface of the catalyst and forms water, - The water thus formed humidifies the fuel cell. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine ansonsten übliche Spülung des Kathodenraums mit Inertgas vor der Zuführung des Wasserstoffes oder wasserstoffhaltigen Gasgemisches unterbunden wird. 2. The method according to claim 1, characterized characterized that an otherwise usual flushing of the Cathode compartment with inert gas before the supply of the Hydrogen or hydrogen-containing gas mixture is prevented. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch Steuerung des Wasserstoffflusses das entstehende Wasser nicht ausgetragen wird, sondern die Membran befeuchtet, und dass damit der elektrischen Widerstand gesenkt wird. 3. The method according to claim 1, characterized characterized that by controlling the Hydrogen flow the resulting water is not discharged, but the membrane moistened, and that the electrical Resistance is lowered. 4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch erneute Zuführung von Luft zur Kathode mit dem dort befindlichen Restwasserstoff Wasser gebildet wird. 4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that by renewed supply of air to the cathode with the one located there Residual hydrogen water is formed. 5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mengen der Gasmengen so begrenzt werden, dass sie der Stöchiometrie der Reaktion von Wasserstoff mit Sauerstoff entspricht. 5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the quantities of the gas quantities are limited to the stoichiometry corresponds to the reaction of hydrogen with oxygen. 6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die bei der exothermen Reaktion freigesetzte Wärme zum Aufheizen der Membran-Elektroden-Einheit (MEA) führt und damit zur Widerstandsverringerung der Membran beiträgt. 6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that at the exothermic reaction released heat to heat the Membrane electrode unit (MEA) leads and thus to Resistance reduction of the membrane contributes. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kathode ein Wasserstoff/Luft-Gemisch und danach reine Luft zugeführt wird. 7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the cathode a hydrogen / air mixture and then pure air becomes. 8. Verfahren zur gezielten, kurzzeitigen Befeuchtung einer HT-PEM-Brennstoffzelle, wobei die Brennstoffzelle eine Membranelektrodeneinheit (MEA) aus beidseitig einer Polymermembran befindlicher Kathode und Anode enthält, welche jeweils durch einen Kathodenraum einerseits und einen Anodenraum andererseits gegenüber einer Bipolarplatte abgeschlossen sind, wobei als Prozessgase für die Brennstoffzelle Wasserstoff (H2) einerseits und Sauerstoff (O2) als Oxidans aus der Umgebungsluft andererseits verwendet werden, mit folgenden Maßnahmen: - der Anode wird statt Wasserstoff eine begrenzte Menge Luft oder ein sauerstoffhaltiges Gasgemisch zugeführt, - der im Anodenraum befindliche Wasserstoff reagiert mit dem Sauerstoff an der Oberfläche des Katalysators und bildet Wasser, - das so gebildete Wasser befeuchtet die Brennstoffzelle. 8. A method for the targeted, brief moistening of an HT-PEM fuel cell, the fuel cell containing a membrane electrode assembly (MEA) consisting of a polymer membrane on both sides of a cathode and anode, each of which is closed off by a cathode compartment on the one hand and an anode compartment on the other hand with respect to a bipolar plate, wherein as process gases for the fuel cell hydrogen (H 2 ) on the one hand and oxygen (O 2 ) as oxidant from the ambient air on the other hand, with the following measures: a limited amount of air or an oxygen-containing gas mixture is fed to the anode, the hydrogen in the anode compartment reacts with the oxygen on the surface of the catalyst and forms water, - The water thus formed humidifies the fuel cell. 9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine ansonsten übliche Spülung des Anodenraums mit Inertgas vor der Zuführung der Luft oder des sauerstoffhaltigen Gasgemisches unterbunden wird. 9. The method according to claim 8, characterized characterized that an otherwise usual flushing of the Anode space with inert gas before the air or the supply oxygen-containing gas mixture is prevented. 10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass durch Steuerung des Sauerstoffflusses das entstehende Wasser nicht ausgetragen wird, sondern die Membran befeuchtet und dass damit deren elektrischer Widerstand gesenkt wird. 10. The method according to claim 8, characterized characterized that by controlling the Oxygen flow the resulting water is not discharged, but moistens the membrane and that with it electrical resistance is reduced. 11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass durch erneute Zuführung von Wasserstoff zur Kathode mit dem dort befindlichen Restsauerstoff Wasser gebildet wird. 11. The method according to any one of claims 8 to 10, characterized in that by renewed supply of hydrogen to the cathode with the there residual oxygen water is formed. 12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die bei der exothermen Reaktion freigesetzte Wärme zum Aufheizen der Membran-Elektroden-Einheit (MEA) führt und damit zur Widerstandsverringerung der Membran beiträgt. 12. The method according to any one of claims 8 to 11, characterized in that at the exothermic reaction released heat to heat the Membrane electrode unit (MEA) leads and thus to Resistance reduction of the membrane contributes. 13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Anode ein Wasserstoff/Luft-Gemisch und danach reiner Sauerstoff zugeführt wird. 13. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the anode a hydrogen / air mixture and then pure oxygen is fed. 14. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Kathode abwechselnd Luft, Wasserstoff oder erneut Luft zugeführt wird. 14. The method according to claim 1 or claim 8, characterized characterized that the cathode alternately air, hydrogen or air is supplied again. 15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7 und einem der Ansprüche 8 bis 14, mit Kathode und Anode als Elektroden und Wasserstoff und Sauerstoff als Reaktanden dadurch gekennzeichnet, dass kurzzeitig beiden Elektroden die gegenüber dem Brennstoffzellenprozess unterschiedlichen Reaktanden zugeführt werden. 15. The method according to any one of claims 1 to 7 and one of the Claims 8 to 14, with cathode and anode as electrodes and Hydrogen and oxygen as reactants characterized that briefly both Electrodes compared to the fuel cell process different reactants are supplied. 16. Zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, Anspruch 8 oder einem der Ansprüche 2 bis 7 bzw. 9 bis 13 oder einem der Ansprüche 14 bzw. 15 geeignete HT-PEM-Brennstoffzellenanlage, enthaltend wenigstens ein Brennstoffzellenelement mit einer Membranelektrodeneinheit (MEA) aus beidseitig auf einer Polymer-Membran (PEM) aufgebrachten Kathode und Anode sowie jeweils einem Kathodenraum und einem Anodenraum, die endseitig von einer Bipolarplatte abgeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, dass zur Einstellung eines geeigneten ohmschen Widerstandes der Polymer-Membran (12) eine Einrichtung (5 bis 7) zur Befeuchtung der Membran (12) zugeordnet ist. 16. HT-PEM fuel cell system suitable for carrying out the method according to claim 1, claim 8 or one of claims 2 to 7 or 9 to 13 or one of claims 14 or 15, comprising at least one fuel cell element with a membrane electrode assembly (MEA) Cathode and anode applied to both sides of a polymer membrane (PEM) as well as a cathode compartment and an anode compartment each, which are sealed at the ends by a bipolar plate, characterized in that a device ( 5 ) for setting a suitable ohmic resistance of the polymer membrane ( 12 ) to 7 ) for moistening the membrane ( 12 ). 17. HT-PEM-Brennstoffzellenanlage nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung (8) zur Erfassung des lokalen Widerstandes in der Polymermembran (12) vorhanden ist. 17. HT-PEM fuel cell system according to claim 16, characterized in that a device ( 8 ) for detecting the local resistance in the polymer membrane ( 12 ) is present. 18. HT-PEM-Brennstoffzellenanlage nach Anspruch 11 und 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuer- oder Regeleinrichtung (5) vorhanden ist, die die Zuführung von Wasserstoff oder einem wasserstoffhaltigen Gasgemisch statt Luft zur Kathode und/oder die Zuführung von Luft statt Wasserstoff oder einem wasserstoffhaltigen Gasgemisch zur Anode steuert. 18. HT-PEM fuel cell system according to claim 11 and 12, characterized in that a control or regulating device ( 5 ) is present, the supply of hydrogen or a hydrogen-containing gas mixture instead of air to the cathode and / or the supply of air instead of hydrogen or controls a hydrogen-containing gas mixture to the anode. 19. HT-PEM-Brennstoffzellenanlage, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Befeuchtung der Membran eine Umschaltvorrichtung (7) für die Prozessgase beinhaltet. 19. HT-PEM fuel cell system, characterized in that the device for moistening the membrane includes a switching device ( 7 ) for the process gases.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4004896A1 (en) * 1990-02-16 1991-08-22 Varta Batterie Hydrogen-oxygen fuel cell battery - contg. recombination catalysts to prevent hydrogen enrichment of oxygen stream
DE4027655C1 (en) * 1990-08-31 1991-10-31 Fraunhofer-Gesellschaft Zur Foerderung Der Angewandten Forschung E.V., 8000 Muenchen, De
DE10007973A1 (en) * 1999-02-23 2000-09-21 Toyota Motor Co Ltd Fuel cell system for generating electrical energy has polymer electrolyte fuel cells fed with hydrogenous fuel gas and oxidative gas and moistened by a fuel gas humidifier.
DE19922922A1 (en) * 1999-05-19 2000-11-23 Siemens Ag High temperature membrane (HTM) fuel cell for HTM fuel cell battery
WO2001097308A2 (en) * 2000-06-13 2001-12-20 Hydrogenics Corporation Catalytic humidifier and heater for the fuel stream of a fuel cell

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11191423A (en) * 1997-12-26 1999-07-13 Sanyo Electric Co Ltd Solid polymer fuel cell operating method
EP1061600A3 (en) * 1999-06-14 2004-05-06 Siemens Aktiengesellschaft Fuel cell arrangement

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4004896A1 (en) * 1990-02-16 1991-08-22 Varta Batterie Hydrogen-oxygen fuel cell battery - contg. recombination catalysts to prevent hydrogen enrichment of oxygen stream
DE4027655C1 (en) * 1990-08-31 1991-10-31 Fraunhofer-Gesellschaft Zur Foerderung Der Angewandten Forschung E.V., 8000 Muenchen, De
DE10007973A1 (en) * 1999-02-23 2000-09-21 Toyota Motor Co Ltd Fuel cell system for generating electrical energy has polymer electrolyte fuel cells fed with hydrogenous fuel gas and oxidative gas and moistened by a fuel gas humidifier.
DE19922922A1 (en) * 1999-05-19 2000-11-23 Siemens Ag High temperature membrane (HTM) fuel cell for HTM fuel cell battery
WO2001097308A2 (en) * 2000-06-13 2001-12-20 Hydrogenics Corporation Catalytic humidifier and heater for the fuel stream of a fuel cell

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