DE112007002729T5 - Hohlfasermembranmodul und Brennstoffzellensystem - Google Patents

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Hirofumi Toyota-shi Kanazawa
Toshiyuki Toyota-shi Kondo
Hiroyasu Kikugawa-shi Shirakawa
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Nok Corp
Toyota Motor Corp
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Abstract

(geändert) Hohlfasermembranmodul, aufweisend:
einen Körper aus gebündelten Hohlfasermembranen, der ein rechtwinkliges Parallelflach-Hohlfasermembranbündel mit vielen zusammengebündelten Hohlfasermembranen enthält und der einen Außenumfang aufweist, der entlang seiner gesamten Längsrichtung zylindrisch geformt ist;
ein äußeres Gehäuse, das einen zylindrischen Teil aufweist, der den Körper aus gebündelten Hohlfasermembranen umschließt, wobei ein Innenumfang des zylindrischen Teils entlang seiner gesamten Längsrichtung zylindrisch geformt ist;
einen ersten Strömungsweg, der unter Verwendung des äußeren Gehäuses gebildet ist, der an einem Ende des Körpers aus gebündelten Hohlfasermembranen ein erstes Fluid in einen hohlen Teil der Hohlfasermembranen einführt und der am anderen Ende des Körpers aus gebündelten Hohlfasermembranen das erste Fluid aus dem hohlen Teil der Hohlfasermembranen ausführt;
einen zweiten Strömungsweg, der unter Verwendung des äußeren Gehäuses gebildet ist, der an einer Seitenfläche des Körpers aus gebündelten Hohlfasermembranen ein zweites Fluid in einen Raum zwischen den Hohlfasermembranen einführt und der an einer Seitenfläche des Körpers aus...

Description

  • GEBIET DER TECHNIK
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Technik zum Transportieren einer Fluidkomponente zwischen Fluiden mittels Hohlfasermembranen.
  • TECHNISCHER HINTERGRUND
  • Ein Hohlfasermembranmodul ist ein Modul für den Transport einer Fluidkomponente zwischen einem Fluid, das im hohlen Teil der Hohlfasermembran strömt, und einem Fluid, das außerhalb der Hohlfasermembran strömt.
  • JP-2005-224719 offenbart eine Technik zur Bereitstellung einer Dichtungsbeilage, mit der eine Undichtigkeit zwischen den beiden Fluiden verhindert wird. Bei dieser Technik werden vorstehende Kopfstücke in der Nähe beider Enden eines Hohlfasermembranbündels bereitgestellt, eine Dichtungsbeilage wird bereitgestellt, um für eine Abdichtung zwischen dem ersten Rahmen bzw. Gehäuse, der bzw. das den in Bezug auf das Kopfstück mittleren Teil umgibt, und dem Kopfstück zu sorgen, eine andere Dichtungsbeilage wird bereitgestellt, um für eine Abdichtung zwischen dem zweiten Rahmen bzw. Gehäuse, der bzw. das die in Bezug auf das Kopfstück äußere Seite umgibt, und dem Kopfstück zu sorgen. Die Schrift offenbart, dass das Gehäuse eine rechteckige Querschnittsform aufweisen kann, damit es mit den Dichtungsbeilagen einen Abschluss herstellen kann.
  • JP-A-2004-202478 offenbart eine Technik zum Herstellen eines Hohlfasermembranmoduls mit einem sechsflächigen zylindrischen Rahmen bzw. Gehäuse (mit rechtwinkligem Querschnitt). Bei dieser Technik wird eine Isoliervergussschicht in dem Gehäuse bereitgestellt, um für eine Abdichtung zwischen den Fluiden zu sorgen.
  • JP-2001-201122 und JP-A-2002-219339 offenbaren jeweils eine Technik, mit der ein Fluid, das außerhalb der Hohlfasermembran strömt, homogenisiert wird. In der in JP-A-2001-201122 offenbarten Technik wird ein Rahmen bzw. ein Gehäuse bereitgestellt, der bzw. das die Hohlfasermembran umschließt, um das Fluid, das außerhalb der Hohlfasermembran strömt, so zu lenken, dass es in senkrechter Richtung zur Hohlfasermembran strömt. Bei der in JP-A-2002-219339 offenbarten Technik wird die Hohlfasermembran von der Seite her mit einem Rahmen bzw. einem Gehäuse umgeben, und man lässt ein Fluid diagonal strömen, wonach das Verhältnis der Breite und der Länge des Hohlfasermembranbündels auf einen geeigneten Wert eingestellt wird.
  • Bei der Technik in JP-A-2005-224719 ist es für den Abschluss mit einer Dichtungsbeilage notwendig, Kopfstücke bereitzustellen und die Kopfstücke mit separaten Gehäusen zu halten. Bei der Technik in JP-A-2004-202478 ist es nötig, eine Abdichtung in einem Gehäuse durch Bereitstellen eines großflächigen Isoliervergusses zu schaffen.
  • OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
  • Aufgabe der Erfindung ist die Vereinfachung einer Struktur für die Einschließung bzw. Abdichtung von Fluiden in einem Hohlfasermembranmodul.
  • Ein weiteres Ziel der Erfindung ist das Erreichen eines Einschlusses bzw. einer Abdichtung von Fluiden durch eine Ausführungsform, die sich von herkömmlichen Fällen unterscheidet, nämlich in einem Fall, wo ein Hohlfasermembranbündel eine rechteckige Querschnittsform aufweist.
  • Das Hohlfasermembranmodul der Erfindung weist auf: einen Körper aus gebündelten Hohlfasermembranen, der ein Hohlfasermembranbündel mit einer Vielzahl gebündelter Hohlfasermembranen aufweist und dessen Außenumfang über seiner gesamten Länge zylindrisch geformt ist; einen äußeren Rahmen bzw. ein äußeres Gehäuse, der bzw. das einen den Körper aus gebündelten Hohlfasermembranen umschließenden zylindrischen Teil aufweist, wobei ein Innenumfang des zylindrischen Teils über seine gesamte Länge zylindrisch geformt ist; einen ersten Strömungsweg, der unter Verwendung des äußeren Gehäuses gebildet wird und der an einem Ende des Körpers aus gebündelten Hohlfasemembranen ein erstes Fluid in einen hohlen Teil der Hohlfasermembranen einführt und das erste Fluid am anderen Ende des Körpers aus gebündelten Hohlfasemembranen aus dem hohlen Teil des Hohlfasermembranen ausführt; einen zweiten Strömungsweg, der unter Verwendung des äußeren Gehäuses gebildet wird und der an einer Seitenfläche des Körpers aus gebündelten Hohlfasermembranen ein zweites Fluid in einen Raum zwischen den Hohlfasermembranen einführt und an einer Seitenfläche des Körpers aus gebündelten Hohlfasemembranen das zweite Fluid aus dem Raum zwischen den Hohlfasermembranen ausführt; und ein ringförmiges Dichtungselement, das zwischen dem Außenumfang der zylindrischen Form des Körpers aus gebündelten Hohlfasemembranen und dem Innenumfang des zylindrischen Teils des äußeren Gehäuses gebildet wird, um eine Abdichtung zwischen einer Seite des ersten Strömungswegs und einer Seite des zweiten Strömungswegs zu schaffen, wobei eine Fluidkomponente durch die Hohlfasermembranen zwischen dem ersten Fluid und dem zweiten Fluid transportiert wird.
  • Die Hohlfasermembran ist aus einer Membran gebildet, die so gebildet ist, dass sie innen hohl ist und an einer Außenwand feine Poren aufweist und die in der Regel aus Harz besteht. Die Hohlfasermembran weist eine Filterfunktion auf, so dass eine Substanz, die kleiner ist als die Poren, zwischen dem hohlen Teil und der Außenseite übertragen wird und eine Substanz, die größer ist als die Poren, nicht übertragen wird. Das Hohlfasermembranbündel enthält eine Vielzahl von gebündelten Hohlfasermembranen. Der Körper aus gebündelten Hohlfasermembranen enthält das Hohlfasermembranbündel und ist je nach Bedarf mit einem anderen Element versehen. Beispielsweise kann der Körper aus gebündelten Hohlfasermembranen so gebildet werden, dass ein Isolierverguss aus einem Harz an beiden Enden des Hohlfasermembranbündels bereitgestellt wird, um zu verhindern, dass von den Enden her ein Fluid zwischen den Hohlfasermembranen (zu den anderen Enden) strömt. In dem Fall, wo der Körper aus gebündelten Hohlfasermembranen dadurch hergestellt wird, dass das Hohlfasermembranbündel bearbeitet wird, sind dessen Bearbeitungsverfahren nicht besonders beschränkt, und es kann beispielsweise nach der Bearbeitung in einem äußeren Gehäuse untergebracht werden oder es kann nach der Unterbringung in einem äußeren Gehäuse bearbeitet werden.
  • Die Hohlfasermembranen weisen einen Außenumfang auf, der über ihre gesamte Länge zylindrisch geformt ist. Die Längsrichtung bezeichnet die Richtung der Faserlänge der Hohlfasermembran. Demgemäß sind die Hohlfasermembranen so gebildet, dass sie, wenn sie an einer bestimmten Stelle in der Faserlängsrichtung oder an allen Stellen in der Faserlängsrichtung durchgeschnitten werden, einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen. Der Zylinder, auf den hierin Bezug genommen wird, bedeutet einen säulenartigen Körper mit einem im Wesentlichen perfekt kreisförmigen Querschnitt.
  • Das äußere Gehäuse weist einen zylindrischen Teil auf, der den Körper aus gebündelten Hohlfasermembranen umschließt. Ein Innenumfang des zylindrischen Teils ist über dessen ganze Länge zylindrisch geformt. Mindestens ein Teil des ersten Strömungswegs wird unter Verwendung des äußeren Gehäuses gebildet und das erste Fluid strömt darin. Genauer dient der erste Strömungsweg der Einführung des ersten Fluids in den hohlen Teil der Hohlfasermembranen von außen her an einem Ende des Körpers aus gebündelten Hohlfasermembranen und der Ausführung des ersten Fluids aus dem hohlen Teil der Hohlfasermembranen nach außen am anderen Ende des Körpers aus gebündelten Hohlfasermembranen. Das erste Fluid kann ein gasförmiger Körper oder ein flüssiger Körper sein oder kann eine Mischung aus einem gasförmigen Körper und einem flüssigen Körper sein. Zumindest ein Teil des ersten Strömungswegs kann unter Verwendung eines inneren Rahmens bzw. Gehäuses gebildet werden.
  • Zumindest ein Teil des zweiten Strömungswegs wird unter Verwendung des äußeren Gehäuses gebildet. Der zweite Strömungsweg dient der Einführung des zweiten Fluids von außen her in den Raum zwischen den Hohlfasermembranen an der Seitenfläche des Körpers aus gebündelten Hohlfasermembranen und der Ausführung des zweiten Fluids aus dem Raum zwischen den Hohlfasermembranen nach außen an der gleichen Seitenfläche oder einer anderen Seitenfläche des Körpers aus gebündelten Hohlfasermembranen. Das zweite Fluid kann ein gasförmiger Körper oder ein flüssiger Körper sein oder kann eine Mischung aus einem gasförmigen Körper und einem flüssigen Körper sein. Das zweite Fluid kann das gleiche sein wie das erste Fluid oder kann sich vom ersten Fluid unterscheiden. Zumindest ein Teil des zweiten Strömungswegs kann unter Verwendung eines inneren Gehäuses gebildet werden.
  • Das Dichtungselement ist ein ringförmiges Element, das für eine Abdichtung zwischen der Seite des ersten Strömungswegs und der Seite des zweiten Strömungswegs sorgt. Genauer sorgt das Dichtungselement für eine Abdichtung zwischen der Seite des ersten Strömungswegs, der sich auf der Stirnseite des Körpers aus gebündelten Hohlfasermembranen befindet, und der Seite des zweiten Strömungswegs, der sich auf der mittleren Seite des Körpers aus gebündelten Hohlfasermembranen befindet, wodurch verhindert wird, dass sich das erste Fluid und das zweite Fluid mischen. Das Dichtungselement ist zwischen dem Außenumfang des Zylinders des Körpers aus gebündelten Hohlfasermembranen und dem Innenumfang des Zylinders des äußeren Gehäuses angeordnet, um die Lücke zwischen ihnen zu füllen, wodurch die Dichtfunktion erfüllt wird. Somit sind vorzugsweise die zylindrische Form des Außenumfangs des Körpers aus gebündelten Hohlfasermembranen und die zylindrische Form des Innenumfangs des äußeren Gehäuses einander ähnlich und der Abstand zwischen dem Innenumfang und dem Außenumfang ist in Umfangsrichtung (in dem Bereich, wo das Dichtungselement verformt werden kann) vorzugsweise im Wesentlichen konstant, wodurch die Dichtungsstabilität verbessert wird. Das ringförmige Dichtungselement ist in der Regel so geformt, dass es dem Innenumfang oder dem Außenumfang entspricht. In dem Fall, wo das Dichtungselement aus einem Harz gebildet ist, das leicht elastisch zu verformen ist (z. B. Gummi). Jedoch kann die Dichtfunktion auch dann gewährleistet werden, wenn seine Form sich vom Innenumfang und vom Außenumfang unterscheidet. Der Ringquerschnitt des Dichtungselements ist im Allgemeinen kreisförmig oder elliptisch geformt, wodurch eine lineare Abdichtung erreicht wird. Jedoch kann der Querschnitt auch andere Formen haben, wie eine rechtwinklige Form oder dergleichen, solange die Dichtfunktion gewährleistet ist.
  • In dem Hohlfasermembranmodul wird eine Fluidkomponente zwischen dem ersten Fluid und dem zweiten Fluid durch die Hohlrasermembranen hindurch transportiert. Die Fluidkomponente ist in der Regel ein gasförmiger Körper oder ein flüssiger Körper, der im Wesentlichen aus einem Fluid besteht, und kann einen Feststoff enthalten, der mit dem Fluid gemischt ist. Das erste Fluid und das zweite Fluid werden nicht miteinander vermischt, obwohl ihre Strömungswege beide unter Verwendung des äußeren Gehäuses gebildet werden, da sie von dem Dichtungselement eingeschlossen werden. Ferner können sie auf relativ einfache Weise eingeschlossen werden, da keine Notwendigkeit für eine Abdichtung mit einer Dichtungsbeilage oder einem Isolierverguss besteht. Das Dichtungselement kann den ersten Strömungsweg und den zweiten Strömungsweg direkt gegeneinander isolieren oder kann, wenn es keine Wand des ersten Strömungswegs und/oder des zweiten Strömungswegs darstellt, zusätzlich oder hilfsweise vorgesehen sein. Es kann eine Vielzahl von den Dichtungselementen vorgesehen sein.
  • In einer Ausführungsform des Hohlfasermembranmoduls der Erfindung weist der erste Strömungsweg einen ersten Einlassströmungsweg auf, der an einem Ende des Hohlfasermembranbündels ausgebildet ist und der das erste Fluid in das eine Ende des Hohlfasermembranbündels einführt, sowie einen ersten Auslassströmungsweg, der am anderen Ende des Hohlfasermembranbündels ausgebildet ist und der das erste Fluid aus dem anderen Ende des Hohlfasermembranbündels ausführt, und das Dichtungselement sorgt für eine Abdichtung zwischen der Seite des ersten Einlassströmungswegs und der Seite des zweiten Einlassströmungswegs oder für eine Abdichtung zwischen der Seite des ersten Auslassströmungswegs und der Seite des zweiten Auslassströmungswegs. Natürlich können sowohl das Dichtungselement, das für eine Abdichtung zwischen der Seite des ersten Einlassströmungswegs und der Seite des zweiten Strömungswegs sorgt, als auch das Dichtungselement, das für eine Abdichtung zwischen der Seite des ersten Auslassströmungswegs und der Seite des zweiten Strömungswegs sorgt, vorgesehen sein.
  • In einer Ausführungsform des Hohlfasermembranmoduls der Erfindung weist der Körper aus gebündelten Hohlfasermembranen ein inneres Gehäuse mit einem zylindrischen Teil auf, der den Körper aus gebündelten Hohlfasermembranen von der Seite her umschließt, wobei der zylindrische Teil des inneren Gehäuses entlang seiner gesamten Länge so ausgebildet ist, dass er einen zylindrischen Außenumfang aufweist. Das innere Gehäuse kann das Hohlfasermembranbündel lösbar aufnehmen oder es kann mit dem Hohlfasermembranbündel zu einer Einheit verbunden sein. Entsprechend der Struktur kann die Form der Hohlfasermembranen dadurch geändert werden, dass die Form des inneren Gehäuses in eine vorgegebene Form gebracht wird.
  • In einer Ausführungsform des Hohlfasermembranmoduls der Erfindung weist der zweite Strömungsweg einen zweiten Einlassströmungsweg auf, der an einer bestimmten Stelle in Längsrichtung des inneren Gehäuses durch dessen Seitenwand hindurchgeht und der das zweite Fluid in die Seitenfläche des Hohlfasermembranbündels einführt, sowie einen zweiten Auslassströmungsweg, der an einer anderen Stelle in Längsrichtung des inneren Gehäuses durch dessen Seitenwand hindurchgeht und der das zweite Fluid aus der Seitenfläche des Hohlfasermembranbündels ausführt, und weist ferner ein ringförmiges Dichtungselement auf, das zwischen dem Außenumfang des zylindrischen Teils des inneren Gehäuses und dem Innenumfang des zylindrischen Teils des äußeren Gehäuses vorgesehen ist und für eine Abdichtung zwischen der Seite des zweiten Einlassströmungswegs und der Seite des zweiten Auslassströmungswegs sorgt.
  • In einer Ausführungsform des Hohlfasermembranmoduls der Erfindung werden die Hohlfasermembranen und das innere Gehäuse unter Verwendung des gleichen Harzes oder unterschiedlicher Harze hergestellt, die jeglichen Unterschied der Wärmeausdehnung zwischen jenen absorbieren können, wird das äußere Gehäuse unter Verwendung eines Metalls gefertigt und wird das ringförmige Dichtungselement unter Verwendung eines komprimierbaren Materials gefertigt, das jeglichen Unterschied der Wärmeausdehnung zwischen dem inneren Gehäuse und dem äußeren Gehäuse absorbieren kann. Das äußere Gehäuse ist im Hinblick auf den Schutz des Inneren vorzugsweise robust und es wird ein metallischer Werkstoff verwendet. Im Allgemeinen ist ein Metall anfällig für eine Wärmeausdehnung und der Abstand zum inneren Gehäuse, das aus einem Harz gefertigt ist, das nur wenig Wärmeausdehnung durchmacht, schwankt. Somit wird ein Material, das in einem solchen Umfang elastisch verformt werden kann, dass es jeglichen Unterschied in der Wärmeausdehnung absorbieren kann, als Dichtungselement verwendet.
  • In einer Ausführungsform des Hohlfasermembranmoduls der Erfindung ist eine perforierte Teilungsplatte, die das zweite Fluid sich in der Zylinderachsenrichtung ausbreiten lässt und es zur Seitenfläche des Hohlfasermembranbündels lenkt, zwischen dem inneren Gehäuse und dem Hohlfasermembranbündel im zweiten Einlassströmungsweg vorgesehen. Eine perforierte Teilungsplatte kann ebenso im zweiten Auslassströmungsweg vorgesehen sein. In einer Ausführungsform des Hohlfasermembranmoduls der Erfindung sind in einem Bereich der Teilungsplatte, der direkt von dem in das innere Gehäuse eingeführten zweiten Fluid getroffen wird, keine Löcher in der perforierten Teilungsplatte vorgesehen. Alternativ dazu sind die Löcher in dem Bereich so vorgesehen, dass die Lochfläche kleiner ist als die anderen Stellen. Die Lochfläche bedeutet hierin die Fläche der Löcher pro Einheitsfläche. Auch wenn die Lochgröße konstant ist, nimmt die Lochfläche ab, wenn die Zahl der Löcher klein ist, und wenn die Zahl der Löcher konstant ist, nimmt die Lochfläche auch ab, wenn die Löcher klein sind. In einer Ausführungsform des Hohlfasermembranmoduls der Erfindung nimmt die Lochfläche der perforierten Teilungsplatte in der Längsrichtung mit zunehmendem Abstand von dem Bereich der Teilungsplatte, der direkt von dem durch das innere Gehäuse eingeführten Fluid getroffen wird, zu. Entsprechend diesem Aufbau kann das zweite Fluid an weit entfernte Stellen gebracht werden.
  • Ein Brennstoffzellensystem gemäß der Erfindung weist eine Brennstoffzelle auf, die durch die Durchführung einer chemischen Reaktion, mit der aus zugeführtem Wasserstoff und Sauerstoff Wasser erzeugt wird, elektrische Energie erzeugt. Eines von den ersten und zweiten Fluiden ist ein Fluid, das Sauerstoff enthält, welcher der Brennstoffzelle zugeführt wird, das andere ist ein Fluid, das Wasser enthält, das in der Brennstoffzelle erzeugt wird, und das Hohlfasermembranmodul transportiert zumindest einen Teil des Wassers, das in der Brennstoffzelle erzeugt wird, zu dem sauerstoffhaltigen Fluid, das der Brennstoffzelle zugeführt wird, um das Fluid zu befeuchten. In einer typischen Ausführungsform ist das sauerstoffhaltige Fluid, das der Brennstoffzelle zugeführt wird, Luft und wird der Kathode zugeführt. Das Fluid, das in der Brennstoffzelle erzeugtes Wasser enthält (welches als Wasserdampf vorliegen kann), ist ein Gas, das aus der Kathode ausgeführt wird (ein Abgas). Wasser im Abgas wird durch das Hohlfasermembranmodul zu dem Gas transportiert, das der Kathode zugeführt wird, wodurch der Kathode ein befeuchtetes Gas zugeführt wird, was die Leistung der Brennstoffzelle verbessert.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
  • 1 ist eine Skizze, die ein Beispiel für ein Brennstoffzellensystem zeigt.
  • 2 ist eine Querschnittsdarstellung eines Befeuchtungsmembranmoduls.
  • 3 zeigt ein Beispiel für eine perforierte Platte.
  • 4 zeigt ein Beispiel für eine Durchgangsöffnung mit einem Ausrichtungsgitter.
  • 5 ist eine Skizze, welche die Strömung eines Abgases zeigt.
  • BESTE WEISE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
  • 1 ist eine Darstellung des schematischen Aufbaus eines Brennstoffzellensystems 10. Das Brennstoffzellensystem 10 ist beispielsweise in einem Brennstoffzellen-Fahrzeug installiert und dient als Antriebsquelle des Brennstoffzellen-Fahrzeugs. Das Brennstoffzellensystem 10 enthält als Hauptbestandteile eine Brennstoffzelle 12 und ein Befeuchtungsmembranmodul 22. Wasserstoffgas wird der Anode der Brennstoffzelle 12 auf einem Wasserstoff-Zufuhrweg 14 zugeführt und ein gebrauchtes Gas wird auf einem Wasserstoff-Ausfuhrweg 16 ausgeführt. Luft wird einer Kathode der Brennstoffzelle 12 vom Befeuchtungsmembranmodul 22 auf einem Luft-Zufuhrweg 18 zugeführt, und ein gebrauchtes Gas (Abgas) wird auf einem Luft-Ausfuhrweg 20 ausgeführt. Die Brennstoffzelle 12 erzeugt elektrische Leistung mittels einer chemischen Reaktion von Wasserstoffgas und Sauerstoffgas und liefert die elektrische Leistung zu einem Elektromotor oder dergleichen, der in der Figur nicht dargestellt ist. Wasser (flüssiges Wasser oder Wasserdampf) wird in der chemischen Reaktion gebildet. Wasser wird zusammen mit dem Abgas auf dem Luft-Ausfuhrweg 20 ausgeführt.
  • Das im Querschnitt dargestellte Befeuchtungsmembranmodul 22 ist eine Einrichtung, die aus einem Hohlfasermembranmodul besteht, das Luft, die der Brennstoffzelle 12 zugeführt wird, mit dem stark befeuchteten (viel Wasser enthaltenden) Abgas, das aus der Brennstoffzelle 12 ausgeführt wird, befeuchtet. Das Befeuchtungsmembranmodul 22 ist mit einem Baugruppenrahmen bzw. -gehäuse 24 umschlossen, der bzw. das aus Aluminium oder dergleichen besteht. Das Baugruppengehäuse 24 weist Öffnungen auf, die eine Auslassöffnung 26 und eine Einlassöffnung 28 für die Luft und eine Einlassöffnung 30 und eine Auslassöffnung 32 für das Abgas einschließen.
  • 2 zeigt einen Querschnitt entlang einer Linie A-A' von 1 und zeigt das Befeuchtungsmembranmodul 22. Aus der Figur geht hervor, dass das Baugruppengehäuse 24 einen kreisförmigen Querschnitt aufweist. Das heißt, das Baugruppengehäuse 24 ist zylindrisch geformt.
  • In dem Baugruppengehäuse 24 ist ein Befeuchtungsmembranrahmen bzw. -gehäuse 34 aus Harz mit einem zylindrisch geformten Außenumfang untergebracht. Rohrförmige Dichtungselemente 36, 38, 40 und 42 aus Gummi sind zwischen dem Außenumfang des Befeuchtungsmembrangehäuses 34 und dem Innenumfang des Baugruppengehäuses 42 vorgesehen, wodurch eine lineare Abdichtung erreicht wird. Die Abdichtung wird geschaffen, um die Luft und das Abgas in den vorgegebenen Regionen im Baugruppengehäuse 24 zu halten.
  • Aus 1 und 2 geht hervor, dass im Befeuchtungsmembrangehäuse 34 eine Durchgangsöffnung 44 mit einem Ausrichtungsgitter in dem auf die Einlassöffnung 30 des Baugruppengehäuses 24 gerichteten Bereich vorgesehen und mit einem niedrigen rechtwinkligen Parallelflachraum 48 im Gehäuse verbunden ist. Die Durchgangsöffnung 44 mit dem Ausrichtungsgitter ist abwärts zum Raum 48 hin geneigt. Die Neigung wird vorgesehen, damit das zugeführte Abgas leichter in den tieferen Teil des Raums 48 gelangen kann. Im Befeuchtungsmembrangehäuse 34 ist eine Durchgangsöffnung 46 in dem auf die Auslassöffnung 32 des Baugruppengehäuses 24 gerichteten Bereich vorgesehen und mit einem dünnen rechtwinkligen Parallelflachraum 50 innerhalb des Gehäuses verbunden. Innerhalb der dünnen rechtwinkligen Parallelflachräume 48 und 50 sind dünne rechtwinklige Platten 52 und 54 vorgesehen. Eine rechtwinklige Parallelflach-Befeuchtungsmembran 56 wird so vorgesehen, dass sie von den Platten 52 und 54 gehalten wird. Die Befeuchtungsmembran 56 wird durch Bündeln dünner und langer Hohlfasermembranen gefertigt, an deren oberen und unteren Enden Lücken zwischen den Hohlfasermembranen mit Klebstoff aufgefüllt werden. Das Befeuchtungsmembrangehäuse 34 und die Platten 52 und 54 werden fest verklebt, um Lücken zu vermeiden.
  • Nun wird der Aufbau der in 1 dargestellten Platte 52 mit Bezug auf 3 beschrieben. Die Platte 52 besteht aus einem Harz mit der gleichen Beschaffenheit wie das Befeuchtungsmembrangehäuse 34 und dient als Gehäuse, das zusammen mit dem Befeuchtungsmembrangehäuse 34 die Befeuchtungsmembran 56 umschließt. Die Platte 52 weist fünf rechtwinklige Löcher 72, 74, 76, 78 und 80 auf, durch die das Abgas strömen kann. Größe und Verteilung der Löcher sind ungleichmäßig. Genauer ist eine lochfreie Plattenregion 70 mit einem Ausrichtungsgitter an dem Teil vorgesehen, der auf die Durchgangsöffnung 44 gerichtet ist. Die Plattenregion 70 hat die Aufgabe, die Befeuchtungsmembran 56 abzuschirmen, um zu verhindern, dass das durch die Durchgangsöffnung 44 strömende Abgas direkt auf die Befeuchtungsmembran 56 trifft, und die Funktion, das Abgas im Raum 48 zu verteilen. Die Löcher 72 und 74, die oberhalb und unterhalb der Plattenregion 70 vorgesehen sind, sind relativ klein. Der Grund dafür ist, dass das Abgas in der Nähe der Löcher einen höheren Druck aufweist als im Umgebungsabschnitt und dass somit die Strömungsrate des Abgases, das in die Befeuchtungsmembran 56 strömt, relativ hoch ist, obwohl die Löcher klein sind. Dagegen sind die drei Löcher 76, 78 und 80 im unteren Teil abseits von der Plattenregion 70 relativ groß und sind so angeordnet, dass eine ausreichende Strömungsrate zur Befeuchtungsmembran 56 auch bei niedrigem Druck gewährleistet ist.
  • Die in 1 dargestellte Durchgangsöffnung 44 mit dem Ausrichtungsgitter wird nun mit Bezug auf 4 beschrieben. 4 ist eine schematische Darstellung der mit einem Ausrichtungsgitter versehenen Durchgangsöffnung 44, betrachtet in einem Winkel von der Außenseite des Befeuchtungsmembrangehäuses 34 aus. Die mit einem Ausrichtungsgitter versehene Durchgangsöffnung 44 ist mit einem Gitter versehen, das eine große Zahl an kleinen Löchern 82, 84, 86 und dergleichen aufweist. Das Gitter erstreckt sich in Tiefenrichtung der Figur und richtet den Strom des hindurchströmenden Abgases aus. Somit wird das Abgas, das im Allgemeinen turbulent strömt, so ausgerichtet, dass es in Schichten strömt, wodurch der Strom des Abgases, das in den Raum 48 gelangt, stabilisiert wird.
  • Nun wird wiederum mit Bezug auf 1 die Funktionsweise des Befeuchtungsmembranmoduls 22 beschrieben. Im Befeuchtungsmembranmodul 22 wird verdichtete Luft von der Einlassöffnung 28 in das Baugruppengehäuse 24 geschickt. Der Raum, wo die Luft eintritt, wird als Lufteinlass-Strömungsweg 58 bezeichnet. Die unter hohem Druck stehende Luft, die in den Lufteinlass-Strömungsweg 58 geschickt wird, gelangt vom unteren Ende der Befeuchtungsmembran 56 in jeden der hohlen Teile der Hohlfasermembranen. Der Grund dafür ist, dass es im Lufteinlass-Strömungsweg 58 keinen Auslass gibt, durch den die Luft ausgeführt wird. Beispielsweise ist das Dichtungselement 42 in der Lücke zwischen dem Befeuchtungsmembrangehäuse 34 und dem Baugruppengehäuse 24 vorgesehen, und daher tritt keine Luft über das Dichtungselement 42 aus.
  • Die Luft, die vom unteren Ende der Befeuchtungsmembran 56 her eintritt, wird durch Absorbieren von Wasser (oder Wasserdampf), das (bzw. der) durch die Membran entweicht, befeuchtet, während sie in den Hohlfasermembranen fortströmt. Die Luft strömt aus dem oberen Ende der Befeuchtungsmembran 56 und füllt den Luftauslass-Strömungsweg 60, der zwischen der oberen Stirnfläche des Befeuchtungsmembrangehäuses 34 und der Unterseite der oberen Wand des Baugruppengehäuses 24 erzeugt wird. Die Luft, die den Luftauslass-Strömungsweg 60 füllt, tritt nicht über das Dichtungselement 36 aus, da sie vom Dichtungselement 36 eingeschlossen wird, und strömt vollständig von der oberen Auslassöffnung 26 aus. Die Luft wird der Brennstoffzelle 12 dann auf dem Luftzufuhrweg 18 zugeführt.
  • Das stark befeuchtete Abgas, das aus der Brennstoffzelle 12 ausgeführt wird, wird auf dem Luft-Ausfuhrweg 20 in die Einlassöffnung 30 des Befeuchtungsmembranmoduls 22 eingeführt und füllt einen Abgaseinlass-Strömungsweg 62, der von dort zur Seitenfläche der Befeuchtungsmembran gebildet ist. Dabei tritt das Abgas dank der Dichtungselemente 36 und 38, die auf beiden Seiten vorgesehen sind, nicht aus und strömt vollständig durch die mit einem Ausrichtungsgitter versehene Durchgangsöffnung 44 in den Innenraum 48. Das so strömende Abgas gelangt in die Plattenregion der Platte 52 und wird im Raum 48 verteilt, so dass es die Seitenfläche der Befeuchtungsmembran 56 durch die Löcher der Platte 52 erreicht.
  • Das Abgas erreicht die gegenüberliegende Seitenfläche der Befeuchtungsmembran 56 durch die Lücken zwischen den vielen Hohlfasermembranen, die die Befeuchtungsmembran 56 bilden. In diesem Verlauf wird Wasser durch die Membran in das Innere der Hohlfasermembranen transportiert. Das Abgas, das solchermaßen aus der Befeuchtungsmembran 56 strömt, strömt in einem Abgasauslass-Strömungsweg 64, der die Auslassöffnung 32 erreicht. Genauer strömt es durch die Löcher der Platte 54 und erreicht die Auslassöffnung 32 durch den Raum 50 und die Durchgangsöffnung 46. In diesem Verlauf tritt das Abgas wegen der Dichtungselemente 40 und 42 nicht durch die Lücke zwischen dem Baugruppengehäuse 24 und dem Befeuchtungsmembrangehäuse 34 aus dem Abgasauslass-Strömungsweg 64 aus.
  • 5 ist ein Querschnitt, der schematisch den Zustand des Abgases zeigt, das im Befeuchtungsmembrangehäuse 34 strömt. Das Abgas 90, das durch die Einlassöffnung 30 eintritt, durchquert den Raum 48, wie von einem Strömungspfeil 90 dargestellt, und gelangt durch die jeweiligen Löcher auf relativ gleichmäßige Weise in die Befeuchtungsmembran 56. Die Strömungspfeile 94, 96, 98, 100 und 102 zeigen den Zustand der gleichmäßigen Strömung. In dem Fall, wo das Abgas im Wesentlichen gleichmäßig durch alle Lücken der Befeuchtungsmembran 56 strömt, wie in diesem Fall, ist der Wirkungsgrad des Wasseraustausches durch die Membran im Vergleich zu dem Fall, wo es ungleichmäßig ist, verbessert. 5 zeigt den Abgasstrom im Querschnitt, aber das Abgas strömt ähnlich gleichmäßig vor und hinter der Zeichnung. Genauer sind die Wegstrecken des Abgases, das vor und hinter der Zeichnung strömt, einander gleich, da die Befeuchtungsmembran 56 in Form eines rechtwinkligen Parallelflachs ausgebildet ist, und somit strömt das Abgas vor und hinter der Zeichnung in gleichen Mengen. Das Abgas, das aus der Befeuchtungsmembran 56 strömt, strömt und mündet in den Raum 50, der vom Strömungsweg 104 dargestellt ist, und strömt aus der Durchgangsöffnung 46 zur Außenseite des Befeuchtungsmembrangehäuses 34.
  • Wie oben beschrieben, befeuchtet das Befeuchtungsmembranmodul 22 Luft, indem es Luft, die der Brennstoffzelle 12 zugeführt wird, durch die Befeuchtungsmembran 56 hindurch mit dem Abgas in Kontakt bringt. Dabei strömen das Abgas und die Luft in die Befeuchtungsmembran 56 und strömen aus der Befeuchtungsmembran 56 aus, indem sie jeweils von den Strömungswegen, die unter Verwendung des Befeuchtungsmembrangehäuses 34 und des Baugruppengehäuses 24 gebildet werden, gelenkt werden. Jedoch sind ihre Ströme dank der Dichtungselemente 36, 38, 40 und 42, die zwischen dem Befeuchtungsmembrangehäuse 34 und dem Baugruppengehäuse 24 vorgesehen sind, eingeschlossen und mischen sich nicht miteinander.
  • Das Befeuchtungsmembranmodul 22 wird in der Regel durch Installieren des Befeuchtungsmembrangehäuses 34, das mit den Dichtungselementen 36, 38, 40 und 42 versehen sind, im Baugruppengehäuse 24 gefertigt. Im Verlauf der Installation sind Fälle denkbar, wo die Positionen der Dichtungselemente 36, 28, 40 und 42 aufgrund einer Reibung mit dem Baugruppengehäuse 24 abweichen. Somit ist es empfehlenswert, die Dichtungselemente 36, 38, 40 und 42 durch Bereitstellen flacher Nuten auf dem Befeuchtungsmembrangehäuse 34 an den Befestigungspositionen der Dichtungselemente 36, 38, 40 und 42 zu fixieren.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • HOHLFASERMEMBRANMODUL UND BRENNSTOFFZELLENSYSTEM
  • In einem Befeuchtungsmembranmodul (22) ist eine Befeuchtungsmembran (56) mit einer Vielzahl von zusammengebündelten Hohlfasermembranen in einem Befeuchtungsmembrangehäuse (34) untergebracht, das einen zylindrischen Außenumfang aufweist, und das Befeuchtungsmembrangehäuse (34) ist in einem Baugruppengehäuse (24) untergebracht, das einen zylindrischen Innenumfang aufweist. Das Baugruppengehäuse (24) weist auf: eine Einlassöffnung (28), um Luft hereinzuholen, die in die hohlen Teile der Befeuchtungsmembran 56 strömen soll, eine Auslassöffnung (26), um die Luft auszuführen, eine Einlassöffnung (30), um ein Abgas hereinzuholen, das in Lücken in der Befeuchtungsmembran (56) strömen soll, und eine Auslassöffnung (32), um das Abgas auszuführen. Die Luft und das Abgas strömen in Strömungswegen, die unter Verwendung des Befeuchtungsmembrangehäuses (34) und des Baugruppengehäuses (24) gebildet werden, werden aber dank der ringförmigen Dichtungselemente (36, 38, 40 und 42), die zwischen dem Befeuchtungsgehäuse (34) und dem Baugruppengehäuse (24) vorgesehen sind, nicht an anderen Stellen als der Befeuchtungsmembran (56) miteinander gemischt.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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    • - JP 2005-224719 A [0006]

Claims (15)

  1. (geändert) Hohlfasermembranmodul, aufweisend: einen Körper aus gebündelten Hohlfasermembranen, der ein rechtwinkliges Parallelflach-Hohlfasermembranbündel mit vielen zusammengebündelten Hohlfasermembranen enthält und der einen Außenumfang aufweist, der entlang seiner gesamten Längsrichtung zylindrisch geformt ist; ein äußeres Gehäuse, das einen zylindrischen Teil aufweist, der den Körper aus gebündelten Hohlfasermembranen umschließt, wobei ein Innenumfang des zylindrischen Teils entlang seiner gesamten Längsrichtung zylindrisch geformt ist; einen ersten Strömungsweg, der unter Verwendung des äußeren Gehäuses gebildet ist, der an einem Ende des Körpers aus gebündelten Hohlfasermembranen ein erstes Fluid in einen hohlen Teil der Hohlfasermembranen einführt und der am anderen Ende des Körpers aus gebündelten Hohlfasermembranen das erste Fluid aus dem hohlen Teil der Hohlfasermembranen ausführt; einen zweiten Strömungsweg, der unter Verwendung des äußeren Gehäuses gebildet ist, der an einer Seitenfläche des Körpers aus gebündelten Hohlfasermembranen ein zweites Fluid in einen Raum zwischen den Hohlfasermembranen einführt und der an einer Seitenfläche des Körpers aus gebündelten Hohlfasermembranen das zweite Fluid aus dem Raum zwischen den Hohlfasermembranen ausführt; und ein ringförmiges Dichtungselement, das zwischen dem Außenumfang der zylindrischen Form des Körpers aus gebündelten Hohlfasermembranen und dem Innenumfang des zylindrischen Teils des äußeren Gehäuses vorgesehen ist, um eine Abdichtung zwischen einer Seite des ersten Strömungswegs und einer Seite des zweiten Strömungswegs zu schaffen, wobei eine Fluidkomponente zwischen dem ersten Fluid und dem zweiten Fluid durch die Hohlfasermembranen transportiert wird.
  2. Hohlfasermembranmodul nach Anspruch 1, wobei der erste Strömungsweg einen ersten Einlassströmungsweg aufweist, der an einem Ende des Hohlfasermembranbündels ausgebildet ist und das erste Fluid am einen Ende des Hohlfasermembranbündels einführt, sowie einen ersten Auslassströmungsweg, der am anderen Ende des Hohlfasermembranbündels ausgebildet ist und das erste Fluid aus dem anderen Ende des Hohlfasermembranbündels ausführt, und das Dichtungselement für eine Abdichtung zwischen einer Seite des ersten Einlassströmungswegs und einer Seite des zweiten Strömungswegs oder für eine Abdichtung zwischen einer Seite des ersten Auslassströmungswegs und einer Seite des zweiten Strömungswegs sorgt.
  3. Hohlfasermembranmodul nach Anspruch 1, wobei der Körper aus gebündelten Hohlfasermembranen ein inneres Gehäuse mit einem zylindrischen Teil aufweist, der den Körper aus gebündelten Hohlfasermembranen von der Seite her umschließt, und der zylindrische Teil des inneren Gehäuses so ausgebildet ist, dass er einen zylindrischen Innenumfang entlang seiner gesamten Längsrichtung aufweist.
  4. Hohlfasermembranmodul nach Anspruch 3, wobei der zweite Strömungsweg einen zweiten Einlassströmungsweg aufweist, der an einer bestimmten Stelle in der Längsrichtung des inneren Gehäuses durch eine Seitenwand davon hindurchgeht und der das zweite Fluid in die Seitenfläche des Hohlfasermembranbündels einführt, sowie einen zweiten Auslassströmungsweg, der an einer anderen Stelle in der Längsrichtung des inneren Gehäuses durch eine Seitenwand davon hindurchgeht und der das zweite Fluid aus der Seitenfläche des Hohlfasermembranbündels ausführt, und weiter ein ringförmiges Dichtungselement aufweist, das zwischen einem Außenumfang des zylindrischen Teils des inneren Gehäuses und einem Innenumfang des zylindrischen Teils des äußeren Gehäuses vorgesehen ist und für eine Abdichtung zwischen einer Seite des zweiten Einlassströmungswegs und einer Seite des zweiten Auslassströmungswegs sorgt.
  5. (geändert) Rechtwinkliges Parallelflach-Hohlfasermembranmodul, aufweisend: einen Körper aus gebündelten Hohlfasermembranen, der ein Hohlfasermembranbündel mit vielen zusammengebündelten Hohlfasermembranen aufweist, wobei ein erstes Fluid in einem hohlen Teil der Hohlfasermembranen von einem Ende zum anderen Ende strömt; ein inneres Gehäuse, das einen zylindrischen Teil aufweist, der das rechtwinklige Parallelflach-Hohlfasermembranbündel von dessen Seite her umschließt, wobei sein zylindrischer Teil entlang seiner gesamten Längsrichtung so ausgebildet ist, dass er einen zylindrischen Außenumfang aufweist; ein äußeres Gehäuse, das einen zylindrischen Teil aufweist, der die Seitenfläche des inneren Gehäuses umschließt, wobei dessen zylindrischer Teil so ausgebildet ist, dass er entlang seiner gesamten Längsrichtung einen zylindrischen Innenumfang aufweist; einen zweiten Einlassströmungsweg, der unter Verwendung des äußeren Gehäuses gebildet ist, der an einer bestimmten Position in der Längsrichtung des inneren Gehäuses durch eine Seitenwand davon hindurchgeht und der ein zweites Fluid von der Seitenfläche des Hohlfasermembranbündels in einen Raum zwischen den Hohlfasermembranen einführt; einen zweiten Auslassströmungsweg, der unter Verwendung des äußeren Gehäuses gebildet wird, der an einer anderen Position in der Längsrichtung des inneren Gehäuses durch eine Seitenwand davon hindurchgeht und der das zweite Fluid von der Seitenfläche des Hohlfasermembranbündels ausführt; und ein ringförmiges Dichtungselement, das zwischen dem Außenumfang des zylindrischen Teils des inneren Gehäuses und dem Innenumfang des zylindrischen Teils des äußeren Gehäuses vorgesehen ist und eine Abdichtung zwischen einer Seite des zweiten Einlassströmungswegs und einer Seite des zweiten Strömungswegs schafft, wobei eine Fluidkomponente zwischen dem ersten Fluid und dem zweiten Fluid durch die Hohlfasermembranen transportiert wird.
  6. Hohlfasermembranmodul nach Anspruch 3, wobei die Hohlfasermembranen und das innere Gehäuse jeweils das gleiche Harz oder unterschiedliche Harze aufweisen, die einen Unterschied der Wärmeausdehnung zwischen jenen absorbieren können, das äußere Gehäuse ein Metall umfasst, und das ringförmige Dichtungselement ein komprimierbares Material aufweist, das einen Unterschied der Wärmeausdehnung zwischen dem inneren Gehäuse und dem äußeren Gehäuse absorbieren kann.
  7. Hohlfasermembranmodul nach Anspruch 5, wobei die Hohlfasermembranen und das innere Gehäuse jeweils das gleiche Harz oder unterschiedliche Harze aufweisen, die einen Unterschied der Wärmeausdehnung zwischen jenen absorbieren können, das äußere Gehäuse ein Metall umfasst, und das ringförmige Dichtungselement ein komprimierbares Material aufweist, das einen Unterschied der Wärmeausdehnung zwischen dem inneren Gehäuse und dem äußeren Gehäuse absorbieren kann.
  8. Hohlfasermembranmodul nach Anspruch 4, wobei eine perforierte Teilungsplatte, die das zweite Fluid sich in der Zylinderachsenrichtung ausbreiten lässt, um es zur Seitenfläche des Hohlfasermembranbündels zu lenken, zwischen dem inneren Gehäuse und dem Hohlfasermembranbündel im zweiten Einlassströmungsweg ausgebildet ist.
  9. Hohlfasermembranmodul nach Anspruch 5, wobei eine perforierte Teilungsplatte, die das zweite Fluid sich in der Zylinderachsenrichtung ausbreiten lässt, um es zur Seitenfläche des Hohlfasermembranbündels zu lenken, zwischen dem inneren Gehäuse und dem Hohlfasermembranbündel im zweiten Einlassströmungsweg vorgesehen ist.
  10. Hohlfasermembranmodul nach Anspruch 8, wobei keine Löcher in der perforierten Teilungsplatte in einem Bereich der Teilungsplatte vorgesehen sind, der direkt von dem durch das innere Gehäuse eingeführten zweiten Fluid getroffen wird, oder Löcher in dem Bereich so vorgesehen sind, dass eine Lochfläche kleiner ist als die anderen Stellen.
  11. Hohlfasermembranmodul nach Anspruch 9, wobei keine Löcher in der perforierten Teilungsplatte in einem Bereich der Teilungsplatte vorgesehen sind, der direkt von dem durch das innere Gehäuse eingeführten zweiten Fluid getroffen wird, oder Löcher in dem Bereich so vorgesehen sind, dass eine Lochfläche kleiner ist als die anderen Stellen.
  12. Hohlfasermembranmodul nach Anspruch 8, wobei eine Lochfläche der perforierten Teilungsplatte mit zunehmendem Abstand von einem Bereich der Teilungsplatte, der direkt von dem durch das innere Gehäuse eingeführten zweiten Fluid getroffen wird, in Längsrichtung zunimmt.
  13. Hohlfasermembranmodul nach Anspruch 9, wobei eine Lochfläche der perforierten Teilungsplatte mit zunehmendem Abstand von einem Bereich der Teilungsplatte, der direkt von dem durch das innere Gehäuse eingeführten zweiten Fluid getroffen wird, in Längsrichtung zunimmt.
  14. Brennstoffzellensystem, aufweisend: das Hohlfasermembranmodul nach Anspruch 1; und eine Brennstoffzelle, die durch die Durchführung einer elektrischen Reaktion, in der mit zugeführtem Wasserstoff und Sauerstoff Wasser erzeugt wird, elektrische Leistung erzeugt wobei das erste Fluid oder das zweite Fluid ein Fluid ist, das Sauerstoff enthält, der der Brennstoffzelle zugeführt wird, das andere von den Fluiden ein Fluid ist, das Wasser enthält, das in der Brennstoffzelle erzeugt wird, und das Hohlfasermembranmodul zumindest einen Teil des Wassers, das in der Brennstoffzelle erzeugt wird, zu dem Fluid transportiert, das Sauerstoff enthält, der der Brennstoffzelle zugeführt wird, um das Fluid zu befeuchten.
  15. Brennstoffzellensystem, aufweisend: das Hohlfasermembranmodul nach Anspruch 5; und eine Brennstoffzelle, die durch die Durchführung einer elektrischen Reaktion, in der mit zugeführtem Wasserstoff und Sauerstoff Wasser erzeugt wird, elektrische Leistung erzeugt, wobei das erste Fluid oder das zweite Fluid ein Fluid ist, das Sauerstoff enthält, der der Brennstoffzelle zugeführt wird, das andere von den Fluiden ein Fluid ist, das Wasser enthält, das in der Brennstoffzelle erzeugt wird, und das Hohlfasermembranmodul zumindest einen Teil des Wassers, das in der Brennstoffzelle erzeugt wird, zu dem Fluid transportiert, das Sauerstoff enthält, der der Brennstoffzelle zugeführt wird, um das Fluid zu befeuchten.
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