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Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der am 25. September 2008 eingereichten US-Patentanmeldung 112/238,263, deren Inhalt hierin unter Bezugnahme aufgenommen wird.
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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen eine Brennstoffzelle mit einer Protonenaustauschmembran (PAM) und insbesondere eine PAM-Brennstoffzelle mit einem zwischen einer verflochtenen Strömungsfeld bzw. Interdigitated Flow Field (IDFF) Konfiguration und einer herkömmlichen Strömungsfeld bzw. Conventional Flow Field (CFF) Konfiguration veränderlichen Strömungsfeld.
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Stand der Technik
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Eine Brennstoffzelle mit Protonenaustauschmembran (PAM), die auch als Polymerelektrolytmembran-Brennstoffzelle oder PEM-Brennstoffzelle bekannt ist, verwendet Brennstoff, z. B. Wasserstoff, und ein Oxidationsmittel, z. B. Sauerstoff, um, durch Umwandlung von chemischer Energie, die während der elektrochemischen Reaktion des Brennstoffes und Sauerstoffes erhalten wird, in elektrische Energie Strom zu erzeugen. Eine PEM-Brennstoffzelle verwendet allgemein eine Membran-Elektroden-Anordnung (MEA), die eine PAM umfasst, die zwischen zwei porösen, elektrisch leitfähigen Elektrodenschichten angeordnet ist. Ein Elektrokatalysator ist üblicherweise an jeder Schnittstelle zwischen der Membran und der Elektrodenschicht angeordnet, um die gewünschte elektrochemische Reaktion zu induzieren. Bei einer typischen PEM-Brennstoffzelle ist die MEA zwischen zwei elektrisch leitfähigen Separatorplatten angeordnet. Jede Separatorplatte bildet ein Fluidströmungsfeld, welches den Brennstoff oder das Oxidationsmittel zu den jeweiligen Elektrokatalysatorschichten führt.
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Ein einfaches Fluidströmungsfeld kann eine Kammer aufweisen, die in Richtung auf eine poröse Elektrodenschicht offen ist, wobei ein erster Anschluss als Fluideinlass dient und ein zweiter Anschluss als Fluidauslass dient. Komplizierter ausgebildete Fluidströmungsfelder umfassen zumindest einen Fluidkanal zwischen dem Einlass und dem Auslass zum Leiten des Fluidstroms in Kontakt mit der Elektrodenschicht einer Führungsbarriere zum Steuern des Flusspfades der Reaktanden durch das Strömungsfeld. Der Brennstoffstrom, der durch das Brennstoffströmungsfeld zur Anode geleitet wird, migriert durch die poröse Anode und wird an der Anodenelektrodenkatalysatorschicht oxidiert. Der Oxidationsmittelstrom, der durch das Oxidationsströmungsfeld zur Kathode geleitet wird, migriert durch die poröse Kathode und wird an der Kathodenelektrodenkatalysatorschicht reduziert.
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Unterschiedliche Ausgestaltungen von Strömungsfeldern wurden entwickelt. Beispielsweise verwendet ein herkömmliches bzw. knventionelles Strömungsfelddesign (CFF-design) eine Anzahl von Kanälen zwischen einem Einlass und einem Auslass und ist derart ausgestaltet, um eine relativ gleichmäßige Reaktandenverteilung an der Elektrode herzustellen. Bei dieser herkömmlichen Konfiguration kann der in die Kanäle strömende Recktand in die Elektrode verteilt werden und mit dem anderen Reaktanden reagieren. Gleichwohl können einige Reaktanden direkt vom Einlass zum Auslass strömen, ohne in die Elektrode einzudringen, so dass der Reaktanden-Nutzungsgrad relativ gering ist. Um die Reaktanden-Nutzeffizienz zu erhöhen, wurde ein verflochtenes bzw. ineinander greifendes Strömungsfelddesign (IDFF-design) entwickelt. Ein IDFF umfasst einen Satz Einlassströmungskanäle sowie einen Satz Auslassströmungskanäle, wobei die Einlassströmungskanäle nicht mit den Auslassströmungskanälen verbunden sind. In einem IDFF wird das Reaktionsgas in den Einlassströmungskanälen in die angrenzende poröse Elektrode gezwungen, und die Chance, dass das Reaktionsgas mit dem Katalysator in Kontakt gelangt, wird erhöht, wodurch der Reaktanden-Nutzungsgrad erhöht wird. Die IDFF-Konfiguration kann eine höhere Zellleistung bei niedrigerem Brennstoffverbrauch gewährleisten, da das Brenngas effizienter an die Elektroden verteilt wird. Gleichwohl hat die IDFF-Konfiguration auch einige Nachteile. Beispielsweise kann bei einem IDFF die Membran-Elektroden-Anordnung leichter ausgetrocknet werden, insbesondere wenn die Brennstoffzelle bei hoher Temperatur arbeitet.
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Aus diesem Grund bleibt der Bedarf für ein neues Strömungsfelddesign für eine Brennstoffzelle, das die Brennstoffzellengesamtleistung erhöhen kann.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Gemäß einem Aspekt ist die vorliegende Offenbarung auf eine Brennstoffzelle gerichtet. Die Brennstoffzelle weist dabei eine Membran-Elektroden-Anordnung; zumindest eine Separatorplatte, die an einer ersten Seite der Membran-Elektroden-Anordnung angeordnet ist, und zumindest eine Separatorplatte, die an einer zweiten Seite der Membran-Elektroden-Anordnung angeordnet ist, auf. Die Separatorplatte auf der ersten Seite der Membran-Elektroden-Anordnung kann eine erste Gruppe von Kanälen ausbilden, um einen ersten Reaktanden zu leiten. Die erste Gruppe von Kanälen umfasst einen ersten Satz und einen zweiten Satz Kanäle, die alternierend angeordnet sind. Jeder Kanal des ersten Satzes Kanäle ist angrenzend an einen Kanal des zweiten Satzes Kanäle angeordnet. Die zumindest eine Separatorplatte, die an der zweiten Seite der Membran-Elektroden-Anordnung angeordnet ist, kann eine zweite Gruppe von Kanälen ausbilden, um einen zweiten Reaktanden zu leiten. Jeder der beiden Kanalsätze umfasst einen Einlass, der von einem Einlassventil gesteuert wird, sowie einen Auslass, der von einen Auslassventil gesteuert wird. Die erste Gruppe von Kanälen kann, durch Schließen des Einlassventils eines der beiden Kanalsätze und Schließen des Auslassventils des anderen der beiden Kanalsätze, ein verflochtenes Strömungsfeld bilden, und kann, durch Öffnen des Einlassventils und des Auslassventils, ein herkömmliches Strömungsfeld bilden.
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Gemäß einem anderen Aspekt umfasst eine Brennstoffzellenanordnung eine Mehrzahl von aneinander gestapelten Brennstoffzellen. Jede Brennstoffzelle weist eine Membran-Elektroden-Anordnung auf. Eine erste Gruppe von Kanälen, ist an einer ersten Seite der Membran-Elektroden-Anordnung ausgebildet, um einen ersten Reaktanden zu leiten. Die erste Gruppe von Kanälen umfasst einen ersten Satz und einen zweiten Satz Kanäle, die alternierend angeordnet sind. Der erste Satz von Kanälen ist zwischen einem ersten Einlassverteiler und einem ersten Auslassverteiler angeschlossen. Der zweite Satz von Kanälen ist zwischen einem zweiten Einlassverteiler und einem zweiten Auslassverteiler angeschlossen. Jeder Verteiler wird von einem Ventil gesteuert. Eine zweite Gruppe von Kanälen, ist an einer zweiten Seite der Membran-Elektroden-Anordnung ausgebildet, um einen zweiten Reaktanden zu leiten. Die erste Gruppe von Kanälen kann, durch Öffnen aller Verteiler, ein herkömmliches Strömungsfeld ausbilden, und kann, durch Schließen des ersten Auslassverteilers und des zweiten Einlassverteilers, ein verflochtenes Strömungsfeld ausbilden.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die beigefügten Zeichnungen dienen dazu, ein besseres Verständnis der Erfindung zu gewährleisten und werden als Teil der Beschreibung einbezogen, welche bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung darstellt, und dienen zusammen mit der detaillierten Beschreibung dazu, die Prinzipien der Erfindung zu erläutern. Hierbei zeigt:
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1 eine perspektivische Darstellung eines Abschnitts des Brennstoffzellensystems gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
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2 eine Schnittdarstellung des Abschnitts der Brennstoffzelle einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung entlang der Linie A-A in 1;
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3 eine Schnittdarstellung einer Gruppe von Kanälen einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung entlang einer Linie B-B in 2;
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4 eine Schnittdarstellung einer anderen Gruppe von Kanälen einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung entlang einer Linie C-C in 2;
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5 eine Draufsicht auf eine beispielhaft dargestellte Brennstoffzelle mit einem herkömmlichen Strömungsfeld gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung; und
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6 eine Draufsicht auf eine beispielhaft dargestellte Brennstoffzelle mit einer verflochtenen Strömungsfeldanordnung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung.
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Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
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Gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst eine hier allgemein dargestellte PEM-Brennstoffzellenanordnung eine Mehrzahl von Brennstoffzellen, die miteinander elektrisch in Reihe verbunden sind. Jede Brennstoffzelle kann, gemäß der vorliegenden Erfindung, durch Separatorplatten und Membran-Elektroden-Anordnung, die zwischen den Separatorplatten angeordnet sind, ausgebildet sein. 1 zeigt allgemein eine perspektivische Darstellung eines Abschnitts einer Brennstoffzelle 100, welche drei aneinander gestapelte Separatorplatten 120, 130 und 140 umfasst. 2 zeigt allgemein eine Schnittdarstellung von zwei Sätzen von Separatorplatten aus 1 mit der Membran-Elektroden-Anordnung entlang einer Linie A-A in 1. Wie in 2 dargestellt, kann die Brennstoffzelle 100 zwei Sätze von Separatorplatten, wie in 1 gezeigt, umfassen, welche aneinander gestapelt sind, wobei eine Membran-Elektroden-Anordnung 150 dazwischen gelagert ist. Die Separatorplatten und die Membran-Elektroden-Anordnung bilden dazwischen liegende Kanäle, durch welche die Reaktionsgase und Kühlmittel strömen kann.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform, die allgemein in den 1 und 2 dargestellt ist, ist jede Separatorplatte im Wesentlichen mit einem trapezoidwellenförmigen Querschnitt ausgebildet. Die drei Separatorplatten 120, 130 und 140 sowie die Membran-Elektroden-Anordnung 150 bilden eine Mehrzahl von Kanälen, welche in drei Gruppen aufgeteilt sind, eine erste Gruppe von Kanälen 108 und 128, die an einer ersten Seite der Membran-Elektroden-Anordnung zum Leiten eines ersten Reaktanden ausgebildet ist, eine zweite Gruppe von Kanälen 138, die an einer zweiten Seite der Membran-Elektroden-Anordnung zum Leiten eines zweiten Reaktanden ausgebildet ist, sowie eine dritte Gruppe von Kanälen 118, zum Leiten von Kühlmittel. Die Kanäle 108 werden von der ersten Separatorplatte 120 und der Membran-Elektroden-Anordnung 150 ausgebildet, welche angrenzend zur ersten Separatorplatte 120 angeordnet ist. Die Kanäle 108 umfassen Kanäle 108a und 108b, die abwechselnd bzw. alternierend angeordnet sind. Die Kanäle 128 werden von der zweiten Separatorplatte 130 und der dritten Separatorplatte 140 ausgebildet. Die Kanäle 128 umfassen Kanäle 128a und 128b, die abwechselnd bzw. alternierend angeordnet sind. Die erste Gruppe von Kanälen 108 und 128 umfasst einen ersten Satz von Kanälen 108a und 128a und einen zweiten Satz von Kanälen 108b und 128b. Der erste Satz von Kanälen 108a und 128a umfasst einen ersten Untersatz von Kanälen 108a und einen zweiten Untersatz von Kanälen 128a. Der zweite Satz von Kanälen 108b und 128b umfasst einen ersten Untersatz von Kanälen 108b sowie einen zweiten Untersatz von Kanälen 128b. Die zweite Gruppe von Kanälen 138 wird durch die dritte Separatorplatte 140 und eine Membran-Elektroden-Anordnung 150 ausgebildet, welche angrenzend zur dritten Separatorplatte 140 angeordnet ist. Die dritte Gruppe von Kanälen 118 wird durch die erste Separatorplatte 120 und die zweite Separatorplatte 130 ausgebildet.
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Beispielsweise kann die trapezoid-wellenförmig ausgebildete Separatorplatte 120 eine Reihe von im Wesentlichen trapezoidförmigen Vertiefungen definieren, welche einen ersten Satz von Vertiefungen umfassen, die in eine erste Richtung zeigen (z. B. nach oben in Richtung 2) sowie einen zweiten Satz Vertiefungen, die in eine zweite Richtung zeigen (z. B. nach unten in 2). Die nach oben zeigenden Vertiefungen sowie die nach unten zeigenden Vertiefungen sind alternierend bzw. abwechselnd angeordnet. Wie in 2 dargestellt, bilden die nach oben zeigenden Vertiefungen mit der angrenzenden Membran-Elektroden-Anordnung 150 über der Separatorplatte 120 die Kanäle 108 und die nach unten zeigenden Vertiefungen bilden mit der angrenzenden zweiten Separatorplatte 130 die Kanäle 118. Die anderen Kanäle werden auf ähnliche Weise wie vorstehend beschrieben und in 2 gezeigt ausgebildet.
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3 zeigt eine Schnittdarstellung der Kanäle 108 entlang einer Linie B-B in 2. Wie in 3 dargestellt, umfassen die Kanäle 108 die Kanäle 108a und 108b. Wie in 3 gezeigt, sind die Kanäle 108a und 108b alternierend angeordnet, so dass jeder Kanal der Kanäle 108a angrenzend an einen Kanal der Kanäle 108b angeordnet ist. Jeder der Kanäle 108 erstreckt sich zwischen einem ersten Ende 112 und einem zweiten Ende 114. Das erste Ende 112 der Kanäle 108a definiert eine Öffnung und das zweite Ende 114 der Kanäle 108a ist verschlossen. Das erste Ende 112 der Kanäle 108b ist verschlossen und das zweite Ende 114 der Kanäle 108b definiert eine Öffnung.
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4 zeigt eine Schnittdarstellung der Kanäle 128 entlang der Linie C-C aus 2. Wie in 4 dargestellt, umfassen die Kanäle 128 Kanäle 128a und Kanäle 128b. Jeder der Kanäle 128 erstreckt sich zwischen einem ersten Ende 132 und einem zweiten Ende 134. Das erste Ende 132 der Kanäle 128a ist verschlossen und das zweite Ende 134 der Kanäle 128a definiert eine Öffnung. Das erste Ende 132 der Kanäle 128b definiert eine Öffnung und das zweite Ende 134 der Kanäle 128b ist verschlossen. Jeder Kanal der zweiten Gruppe von Kanälen 138 erstreckt sich zwischen zwei Enden, welche jeweils offen sind. In ähnlicher Weise erstreckt sich jeder Kanal der dritten Gruppe von Kanälen 118 zwischen zwei Enden, die jeweils offen sind.
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Jeder der Kanäle 108a steht durch eine Öffnung 154, die an einem Punkt in der Nähe des zweiten Endes der Kanäle 108a und 128a definiert ist, in Fluidverbindung mit einem angrenzenden Kanal 128a. Jeder der Kanäle 108b steht durch eine Öffnung 152, die an einem Punkt in der Nähe des ersten Endes der Kanäle 108b und 128b definiert ist, in Fluidverbindung mit einem angrenzenden Kanal 128b.
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Wie allgemein in den 5 und 6 dargestellt, sind die Kanäle 108a und 128a zwischen einem ersten Einlassverteiler M1 und einem zweiten Einlassverteiler M3 angeschlossen. Die Kanäle 108b und 128b sind zwischen einem zweiten Einlassverteiler M2 und einem zweiten Auslassverteiler M4 angeschlossen. Wie durch die durchgezogenen bzw. dicken Pfeile in den 1 und 5 dargestellt, ist das erste Ende 112 der Kanäle 108a mit dem Einlassverteiler M1 verbunden und das zweite Ende 114 der Kanäle 108b ist mit dem Auslassverteiler M4 verbunden. Wie durch die gepunkteten Pfeile in den 1 und 5 dargestellt, ist das erste Ende der Kanäle 128b mit dem Einlassverteiler M2 verbunden, und das zweite Ende der Kanäle 128a ist mit dem Auslassverteiler M3 verbunden. Verteilter M1 wird durch ein Ventil 313 gesteuert, Verteiler M2 wird durch ein Ventil 315 gesteuert, Verteiler M3 wird durch ein Ventil 317 gesteuert und Verteiler M4 wird durch ein Ventil 319 gesteuert. Die erste Gruppe von Kanälen 108 und 128 kann durch Öffnen aller Verteiler als CFF-Strömungsfeld konfiguriert werden, und kann alternativ, durch Schließen eines Einlassverteilers, z. B. M2, und eines Auslassverteilers, z. B. M3, als ein IDFF-Strömungsfeld konfiguriert werden.
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Die Membran-Elektroden-Anordnung 150 kann eine typische Membran-Elektroden-Anordnung sein, die in Brennstoffzellen Anwendung findet, z. B. mit einer Protonenaustauschmembran (PAM), einem Katalysator und Elektroden. Die Elektroden können an porösen Substraten ausgebildet sein. Die PAM ist zwischen zwei Elektroden gehalten, die den Katalysator aufnehmen. Die PAM bildet eine Protonen durchlässige, aber elektrisch isolierende Grenzschicht. Die Elektroden sind durch die PAM voneinander elektrisch isoliert. Eine Elektrode bildet eine Anode 156 und die andere Elektrode bildet eine Kathode 158 der Brennstoffzelle 100. Die PAM ermöglicht den Transport der Protonen von der Anode 156 zur Kathode 158 durch die Membran, zwingt jedoch die Elektroden, um einen leitfähigen Pfad zur Kathode 158 zu wandern.
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In Verwendung gelangt ein Recktand, z. B. unter Druck stehendes Wasserstoffgas (H2), durch die Kanäle 138 zur Anodenseite 156 der Membran-Elektroden-Anordnung 150 in die Brennstoffzelle. Ein anderer Recktand, z. B. Sauerstoffgas (O2), gelangt durch die Kanäle 108 und 128 zur Kathodenseite 158 der Membran-Elektroden-Anordnung 150 in die Brennstoffzelle 100. Sowohl die Anodenseite 156 als auch die Kathodenseite 158 umfasst einen Katalysator. Das Wasserstoffgas und das Sauerstoffgas reagieren an der Membran-Elektroden-Anordnung 150 und die Reaktion erzeugt Elektrizität und Wasser. Die Kanäle 118 sind Kühlmittelkanäle. Kühlmittel kann durch die Kanäle 118 strömen, um die Brennstoffzelle 100 zu kühlen.
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5 zeigt eine schematische Darstellung der Brennstoffzelle 100 in einer CFF-Konfiguration. Wie in 5 gezeigt, können beide Ventile 313 und 315 bei der CFF-Konfiguration offen sein, und beide Einlassverteiler M1 und M2 können ein Reaktionsgas zur Brennstoffzelle 100 liefern. Die Ventile 317 und 319 können ebenfalls beide offen sein, und die Auslassverteiler M3 und M4 können beide zulassen, dass das Reaktionsgas aus der Brennstoffzelle 100 strömt. Insbesondere kann eines der Reaktionsgase, z. B. das Sauerstoffgas, vom Einlassverteiler M1 in die Kanäle 108a strömen, und durch die Öffnungen 154 dazwischen in die Kanäle 128a gelangen. Das Sauerstoffgas in den Kanälen 108a kann zur Kathodenseite 158 der Membran-Elektroden-Anordnung 150 diffundieren und mit dem Wasserstoffgas reagieren, das durch die Kanäle 138 an die Anodenseite 156 der Membran-Elektroden-Anordnung 154 gebracht wird. Das Sauerstoffgas in den Kanälen 108a und 128a kann durch den Auslassverteiler M3 austreten, der mit den Kanälen 128a verbunden ist. Das Sauerstoffgas kann auch in die Kanäle 128b vom zweiten Einlassverteiler M2 strömen, und durch die Öffnungen 152 in den entsprechenden Kanal 128b, gelangen. Der Sauerstoff in den Kanälen 108b kann in die Membran-Elektroden-Anordnung 150 diffundieren und mit dem Wasserstoff reagieren. Der Sauerstoff in den Kanälen 108b und 128b kann die Brennstoffzelle 100 aus dem zweiten Auslassverteiler M4 verlassen.
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Die Brennstoffzelle 100 kann auch als IDFF-Konfiguration ausgebildet sein. Zum Beispiel sind, wie in 6 gezeigt, bei der IDFF-Konfiguration die Ventile 315 und 317 geschlossen, und die Ventile 313 und 319 sind offen. Als Ergebnis ist der Einlassverteiler M1 offen, während der Einlassverteiler M2 geschlossen ist, und der Auslassverteiler M3 ist geschlossen, während der Auslassverteiler M4 offen ist. Eines der Reaktionsgase, beispielsweise Sauerstoffgas, kann vom Einlassverteiler M1 in die Kanäle 108 strömen, und dann durch die Öffnungen 154 zwischen den Kanälen 108a und 128a in die Kanäle 128a gelangen. Da das zweite Ende 104 der Kanäle 108a verschlossen ist und der Auslassverteiler M3, der mit dem zweiten Ende 134 der Kanäle 128a verbunden ist, verschlossen ist, kann das Sauerstoffgas nicht durch die Kanäle 108a oder 128a ausströmen. Dadurch wird das Sauerstoffgas gezwungen, in die Kathodenelektrode 158 der angrenzenden Membran-Elektroden-Anordnung 150 zu diffundieren. Der Sauerstoff in der Membran-Elektroden-Anordnung 150 kann in die angrenzenden Kanäle 108b und 128b diffundieren und verlässt die Kanäle 108b und 128b durch den Auslassverteiler M4. Während das Sauerstoffgas in die Membran-Elektroden-Anordnung 150 diffundiert, kann das Sauerstoffgas mit dem Katalysator an der Kathodenseite 158 der Membran-Elektroden-Anordnung 150 in Kontakt gelangen und mit dem Wasserstoff reagieren. Da das Sauerstoffgas gezwungen ist, in die Membran-Elektroden-Anordnung 150 zu diffundieren, wo das Sauerstoffgas mit dem Katalysator in Kontakt gelangen kann, ist bei der IDFF-Konfiguration die Nutzrate bzw. der Nutzungsgrad des Sauerstoffgases wesentlich höher als bei der CFF-Konfiguration.
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Die 1 bis 6 zeigen, dass nur eine Seite der Membran-Elektroden-Anordnung 150 (z. B. die Kathodenseite) ein Strömungsfelddesign verwendet, das zwischen einer CFF-Konfiguration und einer IDFF-Konfiguration wechseln kann. Die andere Seite (z. B. die Anodenseite) verwendet eine CFF-Konfiguration. Gleichwohl kann jemand, der über ausreichendes Fachwissen verfügt, erkennen, dass die andere Seite ebenfalls ein Wechseldesign oder eine IDFF-Konfiguration verwenden kann. Zudem zeigen die 1 bis 6 lediglich eine Zelle. Ein Fachmann weiß, dass eine Mehrzahl von Brennstoffzellen, wie sie in den 1 bis 6 dargestellt sind, aneinander gestapelt werden können, um ein Brennstoffzellenkraftwerk auszubilden.
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Zahlreiche Vorteile gegenüber herkömmlichen Brennstoffzellen sind mit der Brennstoffzelle 100 der vorliegenden Erfindung verbunden. Die Anodenseite und/oder die Kathodenseite der Brennstoffzelle 100 können zwischen der IDFF-Konfiguration und der CFF-Konfiguration umgeschalten werden. Die IDFF-Konfiguration kann die Brennstoff- oder Sauerstoffeffizienz erhöhen. Bei hoher Temperatur kann, bei der IDFF-Konfiguration, die Membran-Elektroden-Anordnung trocken werden. Um ein Austrocknen der Membran-Elektroden-Anordnung zu verhindern, kann die Anodenseite und/oder die Kathodenseite der Brennstoffzelle 100 in die CFF-Konfiguration geschalten werden. Bei niedriger Temperatur kann die Anodenseite und/oder die Kathodenseite der Brennstoffzelle 100 in die IDFF-Konfiguration geschalten werden. Beispielsweise kann die Brennstoffzelle 100 bei einer niedrigen Temperatur von beispielsweise unter 0°C an der Anodenseite und/oder der Kathodenseite in die IDFF-Konfiguration geschalten werden. Die Brennstoffzelle 100 kann an der Anodenseite und/oder der Kathodenseite bei einer hohen Temperatur, beispielsweise über 80°C, in eine CFF-Konfiguration geschalten werden. Das Schalten zwischen der IDFF-Konfiguration und der CFF-Konfiguration kann durch An- und Ausschalten der Ventile erreicht werden, welche die Verteiler steuern. Beispielsweise befindet sich die Brennstoffzelle durch Öffnen aller Ventile an den Verteilern in der CFF-Konfiguration, und durch Schließen des Einlassventils eines der beiden Kanalsätze und Schließen des Auslassventils des anderen der beiden Kanalsätze befindet sich die Brennstoffzelle in der IDFF-Konfiguration.
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Es ist ersichtlich für Jene mit entsprechendem Fachwissen, dass zahlreiche Modifikationen und Veränderungen am Brennstoffzellensystem durchgeführt werden können. Andere Ausführungsformen sind für Jene mit entsprechendem Fachwissen unter Berücksichtigung der Beschreibung und Ausübung des offenbarten Brennstoffzellensystems ersichtlich. Es ist beabsichtigt, dass die hier diskutierten Ausführungen und Beispiele lediglich beispielhaft betrachtet werden, während der wahre Umfang der Erfindung durch die nachfolgenden Ansprüche und deren Äquivalente definiert ist.
