DE10340982A1 - Fuel cell, e.g. for vehicle, is supplied by compressor with air from a preheater system that is connected to the cathode - Google Patents

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Abstract

The fuel cell [1] has a cathode [7] that receives preheated air. The air humidity is raised by introducing water into the air intake of a compressor from a container [4]. Hydrogen is also supplied [5]. The mixture passes through a feed unit [2] to the fuel cell. A cooler [9] is also connected to the fuel cell an exhaust gas passes through a separate cooler [12] and condenser [13].

Description

Die Erfindung betrifft ein Brennstoffzellensystem, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit mindestens einer Brennstoffzelle mit einer Kathodenanordnung gemäß dem unabhängigen Anspruch 1, sowie ein Verfahren für den Betrieb eines Brennstoffzellensystems gemäß dem unabhängigen Anspruch 8.The The invention relates to a fuel cell system, in particular for a motor vehicle, with at least one fuel cell with a cathode assembly according to the independent claim 1, as well as a method for the operation of a fuel cell system according to independent claim 8.

Brennstoffzellensysteme der hier zugrunde gelegten Art sind bekannt. Aufgrund ihres hohen elektrochemischen Wirkungsgrades und ihres umweltverträglichen Betriebs werden Brennstoffzellensysteme in einer Vielzahl von Anwendungsgebieten eingesetzt. Dabei sind sowohl die stationäre Verwendung einer Brennstoffzelle, zum Beispiel als kleines Kraftwerk mit Kraft-Wärme-Kopplung, als auch die mobile Verwendung, zum Beispiel in einem Kraftfahrzeug, bekannt. Bevorzugt kommen PEM-Brennstoffzellensysteme (Polymer-Elektrolyt-Membran-Brennstoffzellensysteme) zum Einsatz, denen hauptsächlich Wasserstoff als Brennstoff dient. Es ist möglich, den benötigten Wasserstoff in einem eigenen Wasserstoffbehältnis zu speichern oder aber aus einem konventionellen Energieträger (beispielsweise Benzin, Erdgas, Methanol) über einen Reformierungsprozess zu gewinnen.Fuel cell systems The type used here are known. Due to its high electrochemical Efficiency and their environmentally sound operation are fuel cell systems used in a variety of applications. There are both the stationary Use of a fuel cell, for example as a small power plant with combined heat and power, as well as the mobile use, for example in a motor vehicle, known. Preference is given to PEM fuel cell systems (polymer electrolyte membrane fuel cell systems) used, which mainly Hydrogen serves as fuel. It is possible to get the needed hydrogen in a separate hydrogen container to save or from a conventional energy source (for example Gas, natural gas, methanol) to win a reforming process.

Betriebstemperatur und Feuchte sowohl der Brennstoffzelle, insbesondere der Brennstoffzellenmembran, als auch der zugeführten Gase sind von entscheidender Bedeutung für den elektrischen Wirkungsgrad des Brennstoffzellensystems. So ist zum Beispiel die NT-PEM-Brennstoffzelle (Niedertemperatur-PEM-Brennstoffzelle) auf eine hohe Feuchte der Membran angewiesen, da nur dann der zur Energieerzeugung notwendige Protonentransport durch die Membran stattfinden kann. Eine Befeuchtung der zugeführten Gasströme verringert den Wasserverlust aus der Membran und ermöglicht höhere Spannungen als bei einem niedrigeren Wassergehalt. Eine hohe relative Feuchte führt andererseits dazu, dass das in der Kathodenanordnung entstehende Produktwasser nur in einem reduzierten Maße über die Abluft ausgetragen wird. Sammelt sich in der Kathodenanordnung zuviel Wasser/Kondensat, so wird die Diffusion des Luftsauerstoffs an die Elektrode durch das sich in der Diffusionsschicht stauende flüssige Wasser behindert. Dies führt wiederum zu einer Reduzierung der Brennstoffzellenspannung und damit auch zu einer verringerten Leistungsabgabe des Brennstoffzellensystems. Insbesondere bei dynamischen Lastanforderungen an das Brennstoffzellensystem besteht daher die Gefahr, dass die Leistungsabgabe des Brennstoffzellensystems durch eine Membranaustrocknung oder eine Überflutung der Kathodenanordnung verringert ist oder sogar aussetzt.operating temperatur and humidity of both the fuel cell, in particular the fuel cell membrane, as well as the supplied Gases are crucial for electrical efficiency of the fuel cell system. For example, the NT-PEM fuel cell (Low-temperature PEM fuel cell) to a high humidity of Membrane dependent, since only then necessary for energy production Proton transport through the membrane can take place. A moistening the supplied gas flows reduces the loss of water from the membrane and allows higher voltages than at a lower water content. A high relative humidity leads on the other hand in that the product water formed in the cathode assembly only in a reduced degree over the Exhaust air is discharged. Collects too much in the cathode assembly Water / condensate, so the diffusion of atmospheric oxygen to the Electrode through the accumulating in the diffusion layer of liquid water with special needs. this leads to turn to a reduction of the fuel cell voltage and thus also to a reduced power output of the fuel cell system. Especially with dynamic load requirements for the fuel cell system therefore the risk that the power output of the fuel cell system by membrane drying or flooding of the cathode assembly is reduced or even suspended.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Brennstoffzellensystem aufzuzeigen, bei dem der Wasserhaushalt einer Brennstoffzelle beziehungsweise eines Brennstoffzellenstapels steuerbar oder regelbar ist, insbesondere bei transienter Leistungsbeanspruchung. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst durch ein Brennstoffzellensystem, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit mindestens einer Brennstoffzelle mit einer Kathodenanordnung und mit einer Kathodenzuluftliefervorrichtung, wobei das Brennstoffzellensystem einen Kathodenzuluftvorwärmer aufweist. Der Kathodenzuluftvorwärmer beeinflusst zunächst unmittelbar die Temperatur der Kathodenzuluft. Liegt die Temperatur der Kathodenzuluft unterhalb des Temperaturbereichs der Brennstoffzelle, in dem sich eine optimale Leistungsabgabe einstellt, so erhitzt der Kathodenzuluftvorwärmer die Kathodenzuluft. Dadurch wird verhindert, dass die Membran der Brennstoffzelle auskühlt, insbesondere in ihrem Bereich am Kathodenzulufteinlass, und hält die Temperatur der Membran im gewünschten Temperaturbereich. Zudem hat der Kathodenzuluftvorwärmer durch seine Heizwirkung auch Einfluss auf die relative und/oder absolute Feuchte des Kathodenluftstroms. Die Beeinflussung der relativen Feuchte ergibt sich aus ihrer direkten Abhängigkeit zur Temperatur: Bei konstanter Wasser- beziehungsweise Wasserdampfmenge in einem definierten Volumen, steigt die relative Feuchte mit sinkender Temperatur, während sie bei steigender Temperatur sinkt. Dadurch lässt sich zum Beispiel durch eine Erhöhung der Kathodenlufttemperatur und die damit einhergehende Verringerung der relativen Luftfeuchte der Wasseraustrag/Kondensataustrag aus der Brennstoffzelle erhöhen.task The invention is to show a fuel cell system, in the water balance of a fuel cell or a fuel cell stack is controllable or controllable, especially with transient power stress. According to the invention Task solved by a fuel cell system, in particular for a motor vehicle, with at least a fuel cell with a cathode assembly and with a Cathode air supply device, wherein the fuel cell system a cathode air preheater having. The cathode air preheater influences first directly the temperature of the cathode. Is the temperature the cathode supply below the temperature range of the fuel cell, in which sets an optimal power output, so heated the cathode air preheater the cathode supply. This will prevent the membrane of the Cooling down fuel cell, especially in their area at the cathode inlet, and keeps the temperature the membrane in the desired Temperature range. In addition, the Kathodenzuluftvorwärmer by its heating effect also influences the relative and / or absolute Humidity of the cathode airflow. Influencing the relative Humidity results from its direct dependence on temperature: At constant amount of water or water vapor in a defined Volume, the relative humidity increases with decreasing temperature while it is decreases as the temperature increases. This can be done, for example, by an increase the cathode air temperature and the concomitant reduction the relative humidity of the water discharge / condensate discharge from increase the fuel cell.

Eine vorteilhafte Ausführung ergibt sich, wenn der Kathodenzuluftvorwärmer Eine Vorrichtung zur Oxidation von Kraftstoff aufweist. Zum einen lässt sich so die Wärmeenergie aus einem bereits im Kraftfahrzeug mitgeführten Betriebsstoff gewinnen, zum anderen besteht die Möglichkeit, das bei der Oxidation entstehende Wasser zu nutzen, beispielsweise für eine Befeuchtung der Kathodenzuluft.A advantageous embodiment arises when the Kathodenzuluftvorwärmer A device for oxidation of fuel. On the one hand, this allows the heat energy gain from a fuel already carried in the motor vehicle, on the other hand there is the possibility to use the water produced during the oxidation, for example for one Humidification of the cathode supply.

Mit Vorteil weist der Kathodenzuluftvorwärmer eine Vorrichtung zur Verbrennung von Wasserstoff auf. Somit lässt sich der im Brennstoffzellensystem bereits verfügbare Wasserstoff zur Erwärmung und Befeuchtung der Kathodenzuluft verwenden, da die Oxidation von Wasserstoff unter Abgabe von Wärmeenergie Wasser als Endprodukt hat. Der Wasserstoff kann dabei zum Beispiel einem Wasserstoffbehältnis entnommen werden oder aus einer Reformereinheit durch eine wasserstoffpermeable Membran dem Kathodenzuluftvorwärmer zugeleitet werden.With Advantage, the Kathodenzuluftvorwärmer a device for combustion of hydrogen. Thus lets the hydrogen already available in the fuel cell system for heating and Use humidification of the cathode feed, since the oxidation of hydrogen with release of heat energy Has water as the final product. The hydrogen can be, for example a hydrogen container taken from a reformer unit by a hydrogen permeable Membrane to the cathode air preheater be forwarded.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich, wenn der Kathodenzuluftvorwärmer eine elektrische Heizvorrichtung aufweist. Damit lässt sich auf einfache Weise die Erhitzung der Kathodenzuluft bewirken. Eine solche elektrische Heizvorrichtung kann insbesondere eingesetzt werden, falls aus der Kathodenanordnung eine größere Menge Wasser/Kondensat ausgetragen werden soll, wie es zum Beispiel nach einer Überflutung der Kathodenanordnung notwendig ist.A advantageous embodiment of the invention results when the Kathodenzuluftvorwärmer a having electrical heating device. This can be done easily cause the heating of the cathode feed. Such an electrical Heating device can be used in particular, if from the Cathode arrangement a larger amount Water / condensate should be discharged, as for example after a flooding the cathode assembly is necessary.

Vorteilhafterweise weist der Kathodenzuluftvorwärmer einen katalytischen Kaltstartbrenner auf. Auf diese Weise wird ein üblicherweise bereits im Brennstoffzellensystem enthaltenes Bauelement als Kathodenzuluftvorwärmer oder als Teil eines Kathodenzuluftvorwärmers verwendet. Während die eigentliche Aufgabe des Kaltstartbrenners darin besteht, eine Brennstoffzelle beziehungsweise einen Brennstoffzellenstapel auf eine für den Betrieb notwendige Mindesttemperatur vorzuheizen, so übernimmt er im Warmbetrieb die Aufgabe eines Kathodenzuluftvorwärmers.advantageously, indicates the cathode air preheater a catalytic cold start burner on. In this way, a customary already contained in the fuel cell system component as Kathodenzuluftvorwärmer or used as part of a cathode air preheater. While the actual task of the cold start burner is a fuel cell or a fuel cell stack to one for operation preheat necessary minimum temperature, so he takes over in warm mode the task of a Kathodenzuluftvorwärmers.

Wenn der Kathodenzuluftvorwärmer eine Kathodenzuluftbefeuchtungsvorrichtung aufweist, erhält man eine weitere vorteilhafte Ausführungsform. Dadurch ergibt sich eine weitere Möglichkeit neben der Temperatur der Kathodenzuluft auch deren Feuchte zu beeinflussen.If the cathode air preheater has a Kathodenzuluftbefeuchtungsvorrichtung, we obtain a further advantageous embodiment. Thereby there is another possibility In addition to the temperature of the cathode supply and their humidity to influence.

Mit Vorteil weist das Brennstoffzellensystem eine Steuer- oder Regelungseinrichtung zur Beeinflussung der Temperatur und/oder des Wassergehalts der Kathodenzuluft auf. Durch diese Einrichtung wird die Möglichkeit geschaffen, Temperatur und/oder Wassergehalt der Kathodenzuluft nach bestimmten Vorgaben und/oder in Abhängigkeit von Parametern zu beeinflussen. Parameter können dabei zum Beispiel Temperatur der Brennstoffzelle, der Kathodenanordnung oder der Membran, sowie die Feuchte der Kathodenanordnung oder der Membran sein.With Advantage, the fuel cell system has a control or regulating device for influencing the temperature and / or the water content of the Cathode inflores on. This facility is the possibility created, temperature and / or water content of Kathodenzuluft according to specific specifications and / or depending on parameters influence. Parameters can thereby, for example, temperature of the fuel cell, the cathode assembly or the membrane, and the humidity of the cathode assembly or the Be a membrane.

Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren für den Betrieb eines Brennstoffzellensystems mit mindestens einer Brennstoffzelle mit einer Kathodenanordnung und mit einer Kathodenzuluftliefervorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die Kathodenzuluft beheizt wird. Wie bereits beschrieben, lässt sich auf diese Weise der Betriebszustand der Brennstoffzelle, insbesondere hinsichtlich Temperatur und Feuchte, beeinflussen.Further The invention relates to a method for the operation of a fuel cell system with at least one fuel cell with a cathode assembly and with a cathode supply air supply device, characterized that the cathode feed is heated. As already described, can be in this way, the operating state of the fuel cell, in particular with regard to temperature and humidity.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens ergibt sich, wenn die Kathodenzuluft ungefähr auf die Betriebstemperatur der Brennstoffzelle erwärmt wird. Es wird damit sichergestellt, dass die Membran auch im Bereich des Kathodenzulufteinlasses eine wirkungsgradoptimierende Temperatur aufweist.A advantageous embodiment of the method results when the Cathode inflates approximately the operating temperature of the fuel cell is heated. It will ensure that the membrane also in the region of the cathode inlet having efficiency-optimizing temperature.

Vorteilhaft ist es zudem, wenn die Kathodenzuluft befeuchtet wird. Damit wird eine Möglichkeit geschaffen, neben der Erwärmung der Kathodenzuluft und der damit verbundenen Änderung der relativen Feuchte, auch die absolute Feuchte der Kathodenluft zu beeinflussen.Advantageous It is also when the cathode is humidified. This will be created a way next to the warming the cathode feed and the associated change in relative humidity, also to influence the absolute humidity of the cathode air.

Es ist vorteilhaft, die Kathodenzuluft zu befeuchten, wenn der Wassergehalt in der Kathodenanordnung einen ersten Schwellenwert unterschreitet. Damit kann einer Membranaustrocknung entgegengewirkt werden.It it is advantageous to humidify the cathode feed when the water content in the cathode arrangement falls below a first threshold. In order to can be counteracted membrane drying.

Schließlich ergibt sich auch eine vorteilhafte Ausgestaltung, bei der die Kathodenzuluft beheizt wird, wenn der Wassergehalt in der Kathodenanordnung einen zweiten Schwellenwert überschreitet. Dadurch kann ein Wasserstau/Kondensatstau in der Kathodenanordnung und eine eventuell resultierende Überflutung der Kathodenanordnung verhindert werden.Finally results also an advantageous embodiment in which the cathode feed is heated when the water content in the cathode assembly a exceeds the second threshold. As a result, a water accumulation / condensate accumulation in the cathode assembly and any resulting flooding of the cathode assembly be prevented.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von zwei Ausführungsbeispielen verdeutlicht. Es zeigt dieThe The invention is illustrated below with reference to two exemplary embodiments. It shows the

1 ein Direktwasserstoff-Brennstoffzellensystem mit einem Kathodenzuluftvorwärmer, und 1 a direct hydrogen fuel cell system with a cathode air preheater, and

2 ein Brennstoffzellensystem mit einem Reformer und mit einem Kathodenzuluftvorwärmer. 2 a fuel cell system with a reformer and a Kathodenzuluftvorwärmer.

Bei dem in der 1 gezeigten Brennstoffzellensystem 1 wird dem Kathodenzuluftvorwärmer 2 mittels des Luftverdichters 3 die sogenannte Kathodenzuluft zugeführt, wobei die Kathodenzuluft im Luftverdichter 3 mit Wasser aus dem Wasserbehältnis 4 befeuchtet werden kann. Soll die Kathodenzuluft nun erwärmt werden, so wird im Kathodenzuluftvorwärmer 2 Wasserstoff aus dem Wasserstoffbehältnis 5 verbrannt. Die erwärmte Kathodenzuluft wird dann der Kathodenanordnung 7 der Brennstoffzelle 6 zugeführt. Die Brennstoffzelle 6 kann mit einer Kühlvorrichtung 9 (zum Beispiel ein Fahrzeugkühler) gekühlt werden. In die Anodenanordnung 8 der Brennstoffzelle 6 wird Wasserstoff aus dem Wasserstoffbehältnis 5 eingebracht, so dass die Brennstoffzelle funktionsgemäß elektrische Energie liefern kann. Anodenabgas wird mittels der Rückführvorrichtung 10 mit einem Ventil 11 wieder zur Eingangsseite der Anodenanordnung 8 geführt. Das Kathodenabgas wird einer Abgaskühlvorrichtung 12 zugeführt, so dass daran anschließend im Kondensatabscheider 13 Wasser aus dem Kathodenabgas zurückgewonnen werden kann.In the in the 1 shown fuel cell system 1 becomes the cathode air preheater 2 by means of the air compressor 3 fed to the so-called cathode feed, wherein the cathode feed air in the air compressor 3 with water from the water tank 4 can be moistened. If the Kathodenzuluft is now heated, so is in Kathodenzuluftvorwärmer 2 Hydrogen from the hydrogen container 5 burned. The heated cathode feed then becomes the cathode assembly 7 the fuel cell 6 fed. The fuel cell 6 can with a cooler 9 (For example, a vehicle radiator) to be cooled. In the anode arrangement 8th the fuel cell 6 becomes hydrogen from the hydrogen container 5 introduced so that the fuel cell can functionally deliver electrical energy. Anode exhaust is by means of the return device 10 with a valve 11 again to the input side of the anode assembly 8th guided. The cathode exhaust gas becomes an exhaust gas cooling device 12 fed, so that subsequently in the condensate 13 Water can be recovered from the cathode exhaust gas.

In diesem Ausführungsbeispiel ist der Kathodenzuluftvorwärmer als Kaltstartbrenner ausgeführt. Soll die Brennstoffzelle 6 bei einer Temperatur unterhalb einer minimalen Betriebstemperatur aktiviert werden, so muss die Brennstoffzelle 6 zunächst erwärmt werden. Dazu wird während des Kaltstarts Wasserstoff aus dem Wasserstoffbehältnis 5 gemeinsam mit der vom Luftverdichter 3 verdichteten Luft überstöchiometrisch verbrannt. Das heiße Brennerabgas (O2, N2, H2O) durchströmt die Brennstoffzelle 6 und erwärmt sie. Ist die Mindesttemperatur erreicht, kann die Brennstoffzelle 6 ihre Arbeit aufnehmen und der Kathodenzuluftvorwärmer 2 übernimmt die Steuerung beziehungsweise Regelung von Temperatur und Feuchte der Kathodenzuluft.In this embodiment, the Katho denzuluftvorwärmer designed as a cold start burner. Should the fuel cell 6 be activated at a temperature below a minimum operating temperature, so the fuel cell 6 to be heated first. For this purpose, during the cold start hydrogen from the hydrogen tank 5 together with the air compressor 3 compressed air burned overstoichiometric. The hot burner exhaust gas (O 2 , N 2 , H 2 O) flows through the fuel cell 6 and warm them up. When the minimum temperature is reached, the fuel cell can 6 start work and the cathode air preheater 2 takes over the control or regulation of temperature and humidity of Kathodenzuluft.

Das in der 2 gezeigte Brennstoffzellensystem 1 verfügt neben aus der 1 bekannten Komponenten über eine Primärkraftstoffbevorratung 14, eine Reformprozessvorbereitungseinrichtung 15, einen Reformer 16, eine Gasreinigungsvorrichtung 17, einen Verdampfer 18, eine Abgasnachverbrennungsvorrichtung 19 und einen Abgasexpander 20. Da die Arbeitsweise eines Brennstoffzellensystems 1 mit Reformer 16 und einer Abgasnachverbrennungsvorrichtung 19 bekannt ist, soll hier nur auf die die Erfindung betreffenden Punkte näher eingegangen werden. Auch in diesem Ausführungsbeispiel liefert der Luftverdichter 3 die sogenannte Kathodenzuluft, die dem Kathodenzuluftvorwärmer 2 zugeführt wird. Soll nun die Kathodenzuluft erhitzt werden, wird dem Kathodenzuluftvorwärmer 2 Primärkraftstoff aus der Primärkraftstoffbevorratung 14 zugeführt und dort unter Wärmeabgabe oxidiert. Im hier gezeigten Beispiel ist der Kathodenzuluftvorwärmer 2 so ausgeführt, dass die Oxidation des Kraftstoffs bei räumlicher Trennung von der Kathodenzuluft stattfindet. Es findet dabei eine Abgabe von Wärme an die Kathodenzuluft statt, ohne dass die Oxidationsprodukte der Kathodenzuluft zugeführt werden.That in the 2 shown fuel cell system 1 has next to the 1 known components via a Primärkraftstoffbevorratung 14 , a reform process preparation device 15 , a reformer 16 , a gas purification device 17 , an evaporator 18 , an exhaust gas afterburning device 19 and an exhaust expander 20 , Because the operation of a fuel cell system 1 with reformer 16 and an exhaust gas afterburning device 19 is known, will be discussed in more detail here only on the issues relating to the invention. Also in this embodiment provides the air compressor 3 the so-called Kathodenzuluft, the Kathodenzuluftvorwärmer 2 is supplied. If now the Kathodenzuluft be heated, the Kathodenzuluftvorwärmer 2 Primary fuel from primary fuel storage 14 supplied and oxidized there under heat. In the example shown here is the Kathodenzuluftvorwärmer 2 designed so that the oxidation of the fuel takes place with spatial separation of the cathode feed air. In this case, a release of heat takes place at the cathode feed air, without the oxidation products being fed to the cathode feed air.

11
BrennstoffzellensystemThe fuel cell system
22
KathodenzuluftvorwärmerKathodenzuluftvorwärmer
33
Luftverdichterair compressor
44
Wasserbehältniswater container
55
WasserstoffbehältnisHydrogen container
66
Brennstoffzellefuel cell
77
Kathodenanordnungcathode assembly
88th
Anodenanordnunganode assembly
99
Kühlvorrichtungcooler
1010
RückführvorrichtungRecirculation device
1111
VentilValve
1212
AbgaskühlvorrichtungExhaust gas cooler
1313
Kondensatabscheidercondensate
1414
PrimärkraftstoffbevorratungPrimary fuel storage
1515
ReformprozessvorbereitungseinrichtungReform process preparation device
1616
Reformerreformer
1717
GasreinigungsvorrichtungGas cleaning device
1818
VerdampferEvaporator
1919
AbgasnachverbrennungsvorrichtungAbgasnachverbrennungsvorrichtung
2020
Abgasexpanderwaste expander

Claims (12)

Brennstoffzellensystem (1), insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit mindestens einer Brennstoffzelle (6) mit einer Kathodenanordnung (7) und mit einer Kathodenzuluftliefervorrichtung, gekennzeichnet durch einen Kathodenzuluftvorwärmer (2).Fuel cell system ( 1 ), in particular for a motor vehicle, with at least one fuel cell ( 6 ) with a cathode arrangement ( 7 ) and with a cathode supply air supply device, characterized by a cathode inlet air preheater ( 2 ). Brennstoffzellensystem (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kathodenzuluftvorwärmer (2) eine Vorrichtung zur Oxidation von Kraftstoff aufweist.Fuel cell system ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the cathode inlet air preheater ( 2 ) has a device for the oxidation of fuel. Brennstoffzellensystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kathodenzuluftvorwärmer (2) eine Vorrichtung zur Verbrennung von Wasserstoff aufweist.Fuel cell system ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the cathode inlet air preheater ( 2 ) has a device for the combustion of hydrogen. Brennstoffzellensystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kathodenzuluftvorwärmer (2) eine elektrische Heizvorrichtung aufweist.Fuel cell system ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the cathode inlet air preheater ( 2 ) has an electric heater. Brennstoffzellensystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kathodenzuluftvorwärmer (2) einen katalytischen Kaltstartbrenner aufweist.Fuel cell system ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the cathode inlet air preheater ( 2 ) has a catalytic cold start burner. Brennstoffzellensystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kathodenzuluftvonnrwärmer (2) eine Kathodenzuluftbefeuchtungsvorrichtung aufweist.Fuel cell system ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the cathode supply air heater ( 2 ) has a cathode air humidifying device. Brennstoffzellensystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Steuer- oder Regelungseinrichtung zur Beeinflussung der Temperatur und/oder des Wassergehalts der Kathodenzuluft.Fuel cell system ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized by a control or regulating device for influencing the temperature and / or the water content of the cathode feed. Verfahren für den Betrieb eines Brennstoffzellensystems mit mindestens einer Brennstoffzelle (6) mit einer Kathodenanordnung (7) und mit einer Kathodenzuluftliefervorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die Kathodenzuluft beheizt wird.Method for operating a fuel cell system with at least one fuel cell ( 6 ) with a cathode arrangement ( 7 ) And with a cathode supply air supply device, characterized in that the cathode feed is heated. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kathodenzuluft ungefähr auf die Betriebstemperatur der Brennstoffzelle (6) erwärmt wird.Method according to Claim 8, characterized in that the cathode feed air reaches approximately the operating temperature of the fuel cell ( 6 ) is heated. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kathodenzuluft befeuchtet wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the Ka moisturizing. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kathodenzuluft befeuchtet wird, wenn der Wassergehalt in der Kathodenanordnung (7) einen ersten Schwellenwert unterschreitet.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the cathode feed air is moistened when the water content in the cathode assembly ( 7 ) falls below a first threshold. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kathodenzuluft beheizt wird, wenn der Wassergehalt in der Kathodenanordnung (7) einen zweiten Schwellenwert überschreitet.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the cathode feed air is heated when the water content in the cathode assembly ( 7 ) exceeds a second threshold.
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