DE19620501C1 - Fuel cell device operating method - Google Patents

Fuel cell device operating method

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DE19620501C1 DE19620501A DE19620501A DE19620501C1 DE 19620501 C1 DE19620501 C1 DE 19620501C1 DE 19620501 A DE19620501 A DE 19620501A DE 19620501 A DE19620501 A DE 19620501A DE 19620501 C1 DE19620501 C1 DE 19620501C1
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Abstract

The description relates to a process for operating a fuel cell arrangement (1) consisting of a number of fuel cells, in which fuel gas is supplied to the anodes of the fuel cells at an anode inlet (5), anode exhaust gas is removed from the anodes at an anode outlet (6), cathode gas is supplied to the cathodes of the fuel cells at a cathode inlet (7) and the cathode exhaust gas is removed from the cathodes at a cathode outlet (8). According to the invention, the oxygen concentration is measured at least at one point in the flow path of the cathode gas and/or the anode gas by means of a lambda sensor and the flows of anode and/or cathode gas are adjusted depending on the result of the oxygen concentration measurement. The process is especially advantageous in controlling the gas composition in the operation of a fuel cell arrangement in which part of the cathode exhaust gas is returned from the cathode outlet (8) to the cathode inlet (7) and at least a part of the anode exhaust gas from the anode outlet (6) is mixed with the returned cathode gas.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer aus einer Anzahl von Brennstoffzellen gebildeten Brennstoffzellenanordnung, bei dem an einem Anodeneingang Brenngas zu den Anoden der Brennstoffzellen zugeführt, an einem Anodenausgang Anodenabgas von den Anoden abgeführt, an einem Kathodeneingang Kathodengas zu den Kathoden der Brennstoffzellen zugeführt und an einem Kathodenausgang Kathodenabgas von den Kathoden abgeführt wird. Insbesondere betrifft die Erfindung ein derartiges Verfahren, bei dem zumindest ein Teil des Kathodenabgases vom Kathodenausgang zum Kathodeneingang zurückgeführt und zumindest ein Teil des Anodenabgases vom Anodenausgang dem rückgeführten Kathodengas beigemischt wird.The invention relates to a method for operating one of a number of Fuel cell formed fuel cell arrangement, in which at an anode input Fuel gas is supplied to the anodes of the fuel cells at an anode outlet Anode exhaust gas discharged from the anodes, to the cathode gas at a cathode inlet Cathodes of the fuel cells supplied and at a cathode outlet cathode exhaust is discharged from the cathodes. In particular, the invention relates to such Method in which at least part of the cathode exhaust gas from the cathode outlet to Recirculated cathode input and at least part of the anode exhaust from Anode output is mixed with the recirculated cathode gas.

Beim Betrieb von Brennstoffzellen ist es von Bedeutung, daß das Anodengas (Brenngas) und das Kathodengas (Oxidans) möglichst in einem stöchiometrischen Verhältnis vorliegen, da andernfalls die Brennstoffzellen nicht mit maximalem Wirkungsgrad betrieben werden können und eine ungünstige Abgaszusammensetzung die Folge ist.When operating fuel cells, it is important that the anode gas (fuel gas) and the cathode gas (oxidant) in a stoichiometric ratio if possible otherwise the fuel cells will not operate at maximum efficiency can be operated and an unfavorable exhaust gas composition is the result.

In der jüngeren Zeit werden Verfahren der oben genannten Art zur Anwendung gebracht, bei denen zumindest ein Teil des Kathodenabgases vom Kathodenausgang zum Kathodeneingang zurückgeführt und zumindest ein Teil des Anodenabgases vom Anodenausgang dem rückgeführten Kathodengas beigemischt wird. Ein derartiges Verfahren findet insbesondere Anwendung bei einer Brennstoffzellenanordnung, die von einem gasdichten Gehäuse umgeben ist, wobei das Kathodenabgas vom Kathodenausgang in das Innere des gasdichten Gehäuses abgegeben und zur Rückführung zum Kathodeneingang im Inneren des gasdichten Gehäuses in Zirkulation versetzt wird, wobei ein Teil des Anodenabgases vom Anodenausgang dem im Inneren des gasdichten Gehäuses zirkulierenden Kathodengas beigemischt wird. Eine solche Brennstoffzellenanordnung ist als Hot Module bekannt.More recently, methods of the type mentioned above have been used in which at least part of the cathode exhaust gas from the cathode outlet to Recirculated cathode input and at least part of the anode exhaust from Anode output is mixed with the recirculated cathode gas. Such a thing The method is used in particular in a fuel cell arrangement which is surrounded by a gas-tight housing, the cathode exhaust gas from the cathode outlet released into the interior of the gas-tight housing and for return to  Cathode input is circulated inside the gas-tight housing, whereby part of the anode exhaust gas from the anode outlet to the inside of the gas-tight housing circulating cathode gas is added. Such a fuel cell arrangement is known as hot modules.

Bei Schmelzkarbonatbrennstoffzellen, auf welche die vorliegende Erfindung vorzugsweise anwendbar ist, wird den Anoden der Brennstoffzellenanordnung als Anodengas ein Brenngas in Form einer Mischung aus beispielsweise H₂, CO₂, H₂O, CH₄, CO u. a. zugeführt, wobei das im Brenngas enthaltene H₂ unter Entstehung von CO₂ und H₂O elektrochemisch umgesetzt und verbraucht wird. Auch unter optimalen Betriebsbedingungen wird der Brennstoff jedoch nur zu einem Teil umgesetzt, nämlich zu etwa 60-80% bezogen auf den Brenngas-Anteil. Der restliche Teil des Brenngases gelangt beim Hot Module am Anodenausgang direkt in den Kathodengasstrom. Damit eine kontrollierte Verbrennung des restlichen Brenngases mit dem Sauerstoff des Kathodengases gewährleistet ist, ist dicht hinter dem Anodenausgang eine katalytische Verbrennungseinrichtung vorgesehen, welche die Aufgabe hat, reaktionsfähige Mischungen von Brenngas und Kathodengas katalytisch zu verbrennen. Hierfür ist eine ausreichende Konzentration an Sauerstoff erforderlich. Ohne die kontrollierte katalytische Verbrennung der restlichen Brenngasanteile könnte beim Entstehen eines zündfähigen Gemischs eine Verpuffung innerhalb des Hot Modules stattfinden und dieses zerstören.For molten carbonate fuel cells to which the present invention is preferred is applicable, the anodes of the fuel cell arrangement as an anode gas Fuel gas in the form of a mixture of, for example, H₂, CO₂, H₂O, CH₄, CO u. a. supplied, the H₂ contained in the fuel gas with the formation of CO₂ and H₂O is electrochemically implemented and consumed. Even under optimal Operating conditions, however, the fuel is only partially implemented, namely to about 60-80% based on the fuel gas content. The rest of the fuel gas reaches the cathode gas flow directly at the hot module at the anode outlet. So that one controlled combustion of the remaining fuel gas with the oxygen of the Cathode gas is guaranteed, a catalytic is just behind the anode outlet Combustion device is provided, which has the task of being reactive Burn mixtures of fuel gas and cathode gas catalytically. For this is one sufficient concentration of oxygen required. Without the controlled catalytic Combustion of the remaining fuel gas could create an ignitable As a mixture, a deflagration takes place within the hot module and destroy it.

Ein weiteres Problem bei einer Brennstoffzellenanordnung, die nach dem oben genannten Prinzip eines Hot Modules aufgebaut ist, besteht darin, daß bei einer zu geringen Sauerstoffkonzentration in der katalytischen Verbrennungseinrichtung die unvollständig abgebaute reduktive Gasatmosphäre auf die Kathodenseite der Brennstoffzellen gelangt und dort die kathodenseitigen Komponenten zerstört. Ähnlich werden die anodenseitigen Komponenten durch Oxidation zerstört, wenn eine oxidierende Atmosphäre in den Anodenraum der Brennstoffzellen gelangt.Another problem with a fuel cell assembly according to the above The principle of a hot module is that if it is too small Oxygen concentration in the catalytic combustion device is incomplete degraded reductive gas atmosphere reaches the cathode side of the fuel cells and there destroyed the cathode-side components. The anode-side are similar Components destroyed by oxidation when an oxidizing atmosphere in the Anode compartment of the fuel cells arrives.

Bisher erfolgt die korrekte Einstellung der Anodengas- und Kathodengasströme sowie des Mischungsverhältnisses von Kathodenabgas und Anodenabgas auf manuelle Weise auf der Grundlage von Meßwerten, die durch gaschromatographische Auswertung von der Brennstoffzellenanordnung beim Betrieb an verschiedenen Stellen entnommenen Gasproben gewonnen wurden. Dabei ist nachteilig, daß aufgrund der nur in größeren zeitlichen Abständen erfolgenden Probeentnahme eine kontinuierliche Überwachung nicht möglich ist, so daß sich allenfalls schleichende Veränderungen aufdecken lassen, eine Reaktion auf spontane Störungen jedoch nicht möglich ist.So far, the correct setting of the anode gas and cathode gas flows and the Mixing ratio of cathode exhaust and anode exhaust in a manual manner on the Basis of measured values by gas chromatographic evaluation of the Fuel cell arrangement removed during operation at various points Gas samples were obtained. It is disadvantageous that due to the only larger Continuous monitoring does not take place at intervals  is possible, so that at most gradual changes can be detected, one Reaction to spontaneous disturbances is however not possible.

Aus dem japanischen Patent-Abstract JP 03-101061 ist es für Phosphorsäurebrennstoffzellen bekannt die Sauerstoffkonzentration im Abgas oder die Wasserstoffkonzentration und die Kohlendioxidkonzentration in der Abluft der Brennstoffzellen zu erfassen, um das Entstehen von Restmengen an Phosphorsäure frühzeitig zu erfassen. Weiterhin ist aus dem Automobilbereich die Verwendung von λ-Sonden bekannt, um zum Zwecke katalytischer Abgasreinigung eine Gemischaufbereitung nahe dem stöchiometrischen Kraftstoff/Luft-Verhältnis zu erreichen.From Japanese patent abstract JP 03-101061 it is for Phosphoric acid fuel cells know the oxygen concentration in the exhaust gas or the Hydrogen concentration and the carbon dioxide concentration in the exhaust air Detect fuel cells to prevent the formation of residual amounts of phosphoric acid to be recorded early. Furthermore, the use of λ-probes known to a mixture preparation for the purpose of catalytic exhaust gas purification close to the stoichiometric air / fuel ratio.

Zur ständigen Überwachung und Regelung der Gasströme einer Hot-Module- Brennstoffzellenanordnung ist es derzeit erforderlich für jede Gaskomponente einen Meßwertgeber und einen Massendurchflußregler vorzusehen und eine Regelung auf der Grundlage aller erhaltenen Meßwerte vorzunehmen. Dies führt zu einem äußerst aufwendigen und schwer zu beherrschenden Regelungssystem.For constant monitoring and control of the gas flows of a hot module Fuel cell arrangements currently require one for each gas component To provide sensors and a mass flow controller and a control on the Make the basis of all measured values obtained. This leads to an extreme complex and difficult to control system.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es somit ein Verfahren zum Betreiben einer Brennstoffzellenanordnung der oben angegebenen Art zu schaffen, bei dem die Regelung der in der Brennstoffzellenanordnung umgesetzten Gasströme zuverlässig und mit geringem Aufwand möglich ist.The object of the present invention is therefore a method for operating a To create fuel cell arrangement of the type specified above, in which the scheme of the gas streams implemented in the fuel cell arrangement reliably and with little effort is possible.

Diese Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch gelöst, daß zumindest an einem Punkt des Strömungsweges von Kathodengas und/oder Anodengas die Sauerstoffkonzentration mittels einer λ -Sonde gemessen und die Ströme von Anodengas und/oder Kathodengas und/oder das Mischungsverhältnis von Kathodenabgas und Anodenabgas in Abhängigkeit von dem Meßwert für die Sauerstoffkonzentration eingestellt werden.This object is achieved according to the present invention in that at least a point of the flow path of cathode gas and / or anode gas Oxygen concentration measured using a λ probe and the flows of anode gas and / or cathode gas and / or the mixing ratio of cathode exhaust gas and Anode exhaust gas as a function of the measured value for the oxygen concentration can be set.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist es vorgesehen, daß die Sauerstoffkonzentration am Kathodeneingang und/oder am Kathodenausgang gemessen und in Abhängigkeit vom Meßwert für die Sauerstoffkonzentration die Zufuhr von frischem Kathodengas in den zwischen Kathodenausgang und Kathodeneingang zirkulierenden Kathodengasstrom eingestellt wird. According to a development of the invention, it is provided that the Oxygen concentration measured at the cathode inlet and / or at the cathode outlet and depending on the measured value for the oxygen concentration, the supply of fresh cathode gas in the between cathode outlet and cathode inlet circulating cathode gas flow is set.  

Gemäß einer anderen Weiterbildung ist es vorgesehen, daß die Sauerstoffkonzentration am Kathodeneingang und/oder am Kathodenausgang gemessen und in Abhängigkeit von dem Meßwert für die Sauerstoffkonzentration das Rückführungsverhältnis des Kathodengases vom Kathodenausgang zum Kathodeneingang eingestellt wird.According to another development, it is provided that the oxygen concentration on Cathode input and / or measured at the cathode output and depending on the Measured value for the oxygen concentration is the recycle ratio of the cathode gas is set from the cathode output to the cathode input.

Gemäß einer anderen Weiterbildung ist es vorgesehen, daß die Sauerstoffkonzentration des Anodenabgases gemessen wird, nachdem dessen reduktive Bestandteile durch katalytische Verbrennung mit dem Sauerstoff von zugeführter Luft verbrannt worden sind, und daß in Abhängigkeit von dem Meßwert für die Sauerstoffkonzentration die Menge des dem Anodeneingang zugeführten Brenngases und/oder der zugeführten Luft im Sinne einer Optimierung der katalytischen Verbrennung eingestellt werden.According to another development, it is provided that the oxygen concentration of the Anode exhaust gas is measured after its reductive components by catalytic Combustion with which oxygen has been burned from supplied air, and that in Depending on the measured value for the oxygen concentration, the amount of the Anode input fuel gas and / or air supplied in the sense of a Optimization of the catalytic combustion can be set.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist es vorgesehen, daß die Messung der Sauerstoffkonzentration mittels einer λ -Meßsonde mit einer Sprungcharakteristik erfolgt, die für einen Bereich geringer Sauerstoffkonzentration ein erstes Signal mit einer geringen konzentrationsabhängigen Signaländerung und für einen Bereich hoher Sauerstoffkonzentration ein zweites, vom ersten Signal verschiedenes Signal mit einer geringen konzentrationsabhängigen Signaländerung, sowie dazwischen ein sich sprungartig änderndes Signal abgibt, und daß die Einstellung der Anodengas- und/oder Kathodengasströme und/oder die Zuführung von Frischluft zur katalytischen Verbrennung im Sinne eines Erlangens hoher Sauerstoffkonzentration erfolgt.According to one embodiment of the invention, it is provided that the measurement of the Oxygen concentration by means of a λ measuring probe with a step characteristic, for a region of low oxygen concentration, a first signal with a low one concentration-dependent signal change and for a range higher Oxygen concentration a second signal different from the first signal with a low concentration-dependent signal change, as well as a jump in between changing signal and that the setting of the anode gas and / or Cathode gas flows and / or the supply of fresh air for catalytic combustion in the sense of achieving a high oxygen concentration.

Gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel ist es vorgesehen, daß die Messung der Sauerstoffkonzentration mit einer λ -Meßsonde mit einer näherungsweise linearen Änderung in Abhängigkeit von der Sauerstoffkonzentration erfolgt, und daß die Einstellung der Anodengas- und/oder Kathodengasströme und/oder die Zuführung von Frischluft zur katalytischen Verbrennung so erfolgt, daß sich eine Sauerstoffkonzentration in einem vorgegebenen Bereich einstellt.According to an alternative embodiment, it is provided that the measurement of the Oxygen concentration with a λ measuring probe with an approximately linear one Change takes place depending on the oxygen concentration, and that the Setting the anode gas and / or cathode gas flows and / or the supply of Fresh air for catalytic combustion takes place so that there is an oxygen concentration within a specified range.

Gemäß einer Weiterbildung hiervon ist es vorgesehen, daß die Messung der Sauerstoffkonzentration im Kathodengasstrom erfolgt und die Gasströme so eingestellt werden, daß eine vorgegebene Mindestkonzentration an Sauerstoff im Kathodengasstrom nicht unterschritten wird. According to a further development of this, it is provided that the measurement of the Oxygen concentration takes place in the cathode gas flow and the gas flows are adjusted in this way be that a predetermined minimum concentration of oxygen in the cathode gas stream is not undercut.  

Gemäß einer anderen Weiterbildung ist es vorgesehen, daß die Sauerstoffkonzentration so eingestellt wird, daß für Kathodengas und Anodengas ein λ-Verhältnis von 1,4 bis 2,2, vorzugsweise von etwa 1,8 besteht.According to another development, it is provided that the oxygen concentration is so is set that a λ ratio of 1.4 to 2.2 for cathode gas and anode gas, preferably about 1.8.

Von besonderem Vorteil ist es, das erfindungsgemäße Verfahren bei einer von einem gasdichten Gehäuse umgebenen Brennstoffzellenanordnung zu verwenden, bei der das Kathodenabgas vom Kathodenausgang in das Innere des gasdichten Gehäuses abgegeben und zur Rückführung zum Kathodeneingang im Inneren des gasdichten Gehäuses in Zirkulation versetzt wird, wobei ein Teil des Anodenabgases vom Anodenausgang dem im Inneren des gasdichten Gehäuses zirkulierenden Kathodengas beigemischt wird.It is particularly advantageous to use the method according to the invention in one of one use gas-tight housing surrounded fuel cell assembly, in which the Cathode exhaust gas is discharged from the cathode outlet into the interior of the gas-tight housing and for return to the cathode inlet inside the gas-tight housing in Circulation is offset, with a part of the anode exhaust gas from the anode outlet in the Circulating cathode gas is admixed inside the gas-tight housing.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert.Exemplary embodiments of the invention are explained below with reference to the drawing.

Es zeigt:It shows:

Fig. 1 eine Querschnittsansicht einer Brennstoffzellenanordnung, die in einem gasdichten Gehäuse untergebracht ist, bei der Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens verwirklicht werden;Be realized in the embodiments of the method according to the invention Figure 1 is a cross-sectional view of a fuel cell assembly, which is housed in a gas-tight housing.

Fig. 2 ein Diagramm, welches das Ausgangssignal einer ersten Art von bei der vorliegenden Erfindung verwendeten λ -Sonde in Abhängigkeit von der Sauerstoffkonzentration zeigt; und Fig. 2 is a diagram showing the output signal of a first type of λ probe used in the present invention as a function of the oxygen concentration; and

Fig. 3 ein Diagramm, das die Abhängigkeit des Ausgangssignals einer zweiten Art von der bei der vorliegenden Erfindung verwendeten λ -Sonde von der Sauerstoffkonzentration in dem zu messenden Gas zeigt. Fig. 3 is a diagram showing the dependence of the output signal of a second type of the type used in the present invention, λ probe of the oxygen concentration in the gas to be measured.

Fig. 1 zeigt eine Brennstoffzellenanordnung 1, die in einem gasdichten Gehäuse 2 nach Art eines Hot Modules angeordnet ist. Die aus einer Anzahl von in einem Stapel konfigurierten Brennstoffzellen gebildete Brennstoffzellenanordnung 1 wird von einem Anodeneingang 5 zu einem Anodenausgang 6 hin von einem Anodengas in Form eines Brenngases durchströmt, wobei das Anodengas über eine Brenngasleitung B in das Innere des gasdichten Gehäuses 2 geführt wird. Im Inneren des gasdichten Gehäuses 2 kann ein Wärmetauscher 3 vorgesehen sein, durch den hindurch das Brenngas und von dort über eine Brenngasleitung B′ zum Anodeneingang 5 geführt wird. Der Wärmetauscher 3 ist ein Gas/Gas-Wärmetauscher, der einerseits vom Brenngas und andererseits von einer Strömung des innerhalb des gasdichten Gehäuses 2 zirkulierenden Kathodengas durchströmt wird, wobei Wärme vom Kathodengas an das Brenngas übertragen wird. Das Kathodengas tritt an einem Kathodeneingang 7 in die Brennstoffzellenanordnung 1 ein und verläßt diese an einem Kathodenausgang 8. Wie aus der Figur ersichtlich ist, sind die Strömungsrichtungen von Kathodengas und Anodengas in der Brennstoffzellenanordnung senkrecht zueinander. Die Strömung des Kathodengases vom Kathodenausgang 8 zum Kathodeneingang 7 wird mittels eines Gebläses 4 aufrechterhalten, das innerhalb des gasdichten Gehäuses 2 angeordnet ist und von einem außerhalb des gasdichten Gehäuses 2 befindlichen Gebläseantrieb 4a angetrieben wird. Der Strömung des Kathodengases wird in einem Anodengasmischer 9 das den Anodenausgang 6 verlassende Anodenabgas zugemischt, von wo aus es in das Gebläse 4 eintritt. Zwischen den Anodengasmischer 9 und das Gebläse 4 ist eine katalytische Verbrennungseinrichtung 10 geschaltet, welche in dem Anodenabgas enthaltene brennbare Restbestandteile auf katalytische Art verbrennt. In Strömungsrichtung vor dem Kathodeneingang 7 kann ein Diffusor 11 angeordnet sein, durch welchen die Strömung des Kathodengases vergleichmäßigt wird. Die Zufuhr von Frischluft für den Betrieb der Brennstoffzellenanordnung erfolgt über den Anodengasmischer 9, Abgas wird aus dem Inneren des gasdichten Gehäuses 2 über eine Abgasleitung A abgegeben. Durch den Anodengasmischer 9 wird das mit dem Anodenabgas gemischte Kathodenabgas zum Kathodeneingang 7 zurückgeführt. Fig. 1 shows a fuel cell assembly 1, which is arranged in a gas-tight housing 2 in the manner of a hot module. The anode input 5 to the anode output 6 flows through the fuel cell arrangement 1 , which is formed from a number of fuel cells configured in a stack, through an anode gas in the form of a fuel gas, the anode gas being conducted via a fuel gas line B into the interior of the gas-tight housing 2 . Inside the gas-tight housing 2 , a heat exchanger 3 can be provided, through which the fuel gas and from there via a fuel gas line B 'to the anode input 5 . The heat exchanger 3 is a gas / gas heat exchanger through which the fuel gas flows on the one hand and a flow of the cathode gas circulating within the gas-tight housing 2 on the one hand, heat being transferred from the cathode gas to the fuel gas. The cathode gas enters the fuel cell arrangement 1 at a cathode inlet 7 and leaves it at a cathode outlet 8 . As can be seen from the figure, the flow directions of cathode gas and anode gas in the fuel cell arrangement are perpendicular to one another. The flow of the cathode gas from the cathode outlet 8 to the cathode inlet 7 is maintained by means of a blower 4 which is arranged within the gas-tight housing 2 and is driven by a blower drive 4 a located outside the gas-tight housing 2 . The flow of the cathode gas is mixed in an anode gas mixer 9 with the anode exhaust gas leaving the anode outlet 6 , from where it enters the fan 4 . A catalytic combustion device 10 is connected between the anode gas mixer 9 and the blower 4 and burns combustible residual components contained in the anode exhaust gas in a catalytic manner. Upstream of the cathode input 7, a diffuser 11 may be arranged, through which the flow of the cathode gas is made more uniform. The supply of fresh air for the operation of the fuel cell arrangement takes place via the anode gas mixer 9 , exhaust gas is discharged from the inside of the gas-tight housing 2 via an exhaust gas line A. The anode gas mixer 9 returns the cathode exhaust gas mixed with the anode exhaust gas to the cathode inlet 7 .

Gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist es vorgesehen eine λ -Sonde zur Messung der Sauerstoffkonzentration vorzusehen, welche sich in dem zwischen dem Kathodenausgang 8 und dem Kathodeneingang 7 zirkulierenden Kathodengasstrom befindet und im Bereich des Kathodenausgangs 8 angeordnet ist. Mittels dieser λ -Sonde wird die Sauerstoffkonzentration in der Strömung des Kathodengases bestimmt und dazu verwendet die Strömungen von Anodengas und/oder Kathodengas so zu steuern, daß eine vorgegebene Mindestkonzentration des Sauerstoffs nicht unterschritten wird.According to a first exemplary embodiment of the invention, a λ probe for measuring the oxygen concentration is provided, which is located in the cathode gas stream circulating between the cathode outlet 8 and the cathode inlet 7 and is arranged in the region of the cathode outlet 8 . This λ probe is used to determine the oxygen concentration in the flow of the cathode gas and is used to control the flows of anode gas and / or cathode gas in such a way that a predetermined minimum concentration of the oxygen is not fallen below.

Dabei wird das VerhältnisThe relationship

λ = tatsächliches Kathodengas-Anodengas-Verhältnis/ stöchiometrisches Kathodengas-Anodengas-Verhältnisλ = actual cathode gas-anode gas ratio / stoichiometric cathode gas-anode gas ratio

so eingestellt, daß sich für λ ein Wert von 1,4 bis 2,2, vorzugsweise von etwa 1,8 ergibt.set so that a value of 1.4 to 2.2, preferably of about 1.8, results for λ.

Die Erfassung der Sauerstoffkonzentration im Kathodengasstrom erfolgt vorzugsweise mittels einer λ -Sonde mit einer Charakteristik, wie sie im Diagramm der Fig. 1 dargestellt ist. Dort ist das von der λ-Sonde abgegebene Signal in Abhängigkeit von der Sauerstoffkonzentration dargestellt. Wie ersichtlich ist, ändert sich das Signal näherungsweise linear in Abhängigkeit von der Sauerstoffkonzentration, so daß es möglich ist Änderungen der Sauerstoffkonzentration über einen weiten Bereich gut zu folgen und in Abhängigkeit vom Ausgangssignal der λ-Sonde die Gasströme zu regeln.The oxygen concentration in the cathode gas flow is preferably detected by means of a λ probe with a characteristic as shown in the diagram in FIG. 1. The signal emitted by the λ probe is shown there as a function of the oxygen concentration. As can be seen, the signal changes approximately linearly as a function of the oxygen concentration, so that it is possible to follow changes in the oxygen concentration well over a wide range and to regulate the gas flows as a function of the output signal of the λ probe.

Gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel erfolgt die Messung der Sauerstoffkonzentration mittels einer λ -Sonde die im Strom des Anodenabgases hinter der katalytischen Verbrennungseinrichtung 10 angeordnet ist, wo die reduktiven Bestandteile des Anodenabgases mit dem Sauerstoff der zugeführten Luft oxidiert werden. In Abhängigkeit von der gemessenen Sauerstoffkonzentration werden die Ströme des das Anodengas bildenden Brenngases und/oder der zugeführten Luft so geändert, daß das Entstehen einer reduktiven Gasatmosphäre verhindert wird, die durch Sauerstoffmangel in der katalytischen Verbrennungseinrichtung entstehen würde. Eine solche reduktive Gasatmosphäre würde zur Zerstörung der Komponenten im Kathodenraum der Brennstoffzellen führen, wenn sie dorthin gelangt.According to a second exemplary embodiment, the oxygen concentration is measured by means of a λ probe which is arranged in the flow of the anode exhaust gas behind the catalytic combustion device 10 , where the reductive components of the anode exhaust gas are oxidized with the oxygen of the supplied air. Depending on the measured oxygen concentration, the flows of the fuel gas forming the anode gas and / or the supplied air are changed so that the formation of a reductive gas atmosphere is prevented, which would result from a lack of oxygen in the catalytic combustion device. Such a reductive gas atmosphere would lead to the destruction of the components in the cathode compartment of the fuel cells if it gets there.

Zur Erfassung der Sauerstoffkonzentration ist eine λ -Sonde mit einer Charakteristik besonders geeignet, wie sie im Diagramm der Fig. 2 dargestellt ist. Wie ersichtlich ist, gibt die λ-Sonde für einen Bereich geringer Sauerstoffkonzentration ein erstes, niedriges, Signal mit einer geringen konzentrationsabhängigen Signaländerung und für einen Bereich hoher Sauerstoffkonzentration ein zweites, hohes, vom ersten Signal verschiedenes Signal mit einer ebenfalls geringen konzentrationsabhängigen Signaländerung ab. Im Übergangsbereich zwischen diesen beiden Konzentrationsbereichen gibt die λ -Sonde ein sich sprungartig änderndes Signal ab. Grob gesprochen gibt die λ-Sonde somit zwei Ausgangssignale ab, nämlich ein niedriges Ausgangssignal bei Sauerstoffmangel und ein hohes Ausgangssignal bei Sauerstoffüberschuß. Die Regelung der Gasströme erfolgt auf einfache Weise nach Art einer Zwei-Punkt-Regelung, indem beim Unterschreiten einer vorgegebenen Sauerstoffkonzentration, die mit dem Sprungwert der λ-Sonde übereinstimmt, ein Ausgangssignal abgegeben wird, durch das der Brenngaszustrom vermindert und/oder der Luftzustrom erhöht wird, so daß der Sauerstoffmangel behoben wird.A λ probe with a characteristic as shown in the diagram in FIG. 2 is particularly suitable for detecting the oxygen concentration. As can be seen, the λ probe emits a first, low, signal with a small concentration-dependent signal change for a region with low oxygen concentration and a second, high signal with a likewise small concentration-dependent signal change for a region with high oxygen concentration. In the transition area between these two concentration ranges, the λ probe emits an abruptly changing signal. Roughly speaking, the λ probe thus emits two output signals, namely a low output signal when there is a lack of oxygen and a high output signal when there is an excess of oxygen. The gas flows are controlled in a simple manner in the manner of a two-point control, in that when the oxygen concentration falls below a predetermined value, which corresponds to the grade rule of the λ probe, an output signal is emitted which reduces the fuel gas inflow and / or increases the air inflow is so that the lack of oxygen is remedied.

Gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel ist es vorgesehen die Brennstoffzellenanordnung bei Auftreten von Störungen gegen Beschädigung oder Zerstörung zu schützen. Wenn im Falle einer Störung die Zuführung der Betriebsgase, also des Anodengases und des Kathodengases abgeschaltet wird, verbleiben in den Brennstoffzellen die zuletzt zugeführten Gase. Durch Diffusionsprozesse kommt es zu einem Ausgleich der Konzentrationen in der Weise, daß Anodengas in den Kathodenraum wandert und Kathodengas in den Anodenraum wandert. Solange diese Gase aufgrund von Selbstentzündung noch miteinander reagieren, ist dieser Zustand nicht kritisch. Erst wenn bei Unterschreiten der Selbstentzündungstemperatur von etwa 550°C die Reaktion aufhört oder einer der beteiligten Reaktionspartner verbraucht ist, kann der verbleibende Reaktionspartner Schäden im Raum der jeweiligen Elektrode anrichten. Gelangt O₂ an die Anodenkomponenten, so führt dies unweigerlich zur Oxidation der Komponenten, während eine Anwesenheit von H₂ im Kathodenraum zur Reduktion der Kathodenkomponenten führt. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Gaszusammensetzung mittels einer λ-Sonde gemessen und in Abhängigkeit vom Meßwert gezielt die Unterschußkomponente, also H₂ oder Luft bzw. O₂ zugeführt, um die Zusammensetzung in der Nähe des stöchiometrischen Verhältnisses zu halten, wo die oxidierenden und reduzierenden Bestandteile gleichmäßig abgebaut werden.According to a third embodiment, it is provided Fuel cell arrangement in the event of faults against damage or To protect destruction. If, in the event of a malfunction, the supply of the operating gases, ie  the anode gas and the cathode gas is turned off, remain in the Fuel cells the last supplied gases. It happens through diffusion processes balancing the concentrations in such a way that anode gas enters the cathode compartment migrates and cathode gas migrates into the anode compartment. As long as these gases are due to Autoignition still reacting with each other, this condition is not critical. Only when the reaction ceases when the self-ignition temperature falls below about 550 ° C or one of the reactants involved has been used up, the remaining one Arrange reaction partner damage in the space of the respective electrode. Get O₂ to the Anode components, this inevitably leads to oxidation of the components, while a presence of H₂ in the cathode compartment to reduce the Leads cathode components. According to the present embodiment, the Gas composition measured using a λ probe and depending on the measured value targeted the deficit component, ie H₂ or air or O₂ supplied to the Keep composition near the stoichiometric ratio where the oxidizing and reducing components are broken down evenly.

Für eine derartige Regelung ist wiederum eine λ -Sonde mit einer Sprungcharakteristik, wie sie in Fig. 2 gezeigt ist, geeignet. Die Regelung erfolgt in der Weise, daß die Konzentration der Gase nahe der Sprungkonzentration gehalten wird, bei der das Ausgangssignal der λ-Sonde zwischen dem hohen und dem niedrigen Ausgangssignal wechselt und das dem stöchiometrischen Verhältnis entspricht.A λ probe with a step characteristic as shown in FIG. 2 is again suitable for such a control. The regulation is carried out in such a way that the concentration of the gases is kept close to the step concentration at which the output signal of the λ probe changes between the high and the low output signal and which corresponds to the stoichiometric ratio.

Claims (9)

1. Verfahren zum Betreiben einer aus einer Anzahl von Brennstoffzellen gebildeten Brennstoffzellenanordnung (1), bei dem an einem Anodeneingang (5) Brenngas zu den Anoden der Brennstoffzellen zugeführt, an einem Anodenausgang (6) Anodenabgas von den Anoden abgeführt, an einem Kathodeneingang (7) Kathodengas zu den Kathoden der Brennstoffzellen zugeführt und an einem Kathodenausgang (8) das Kathodenabgas von den Kathoden abgeführt wird, wobei insbesondere zumindest ein Teil des Kathodenabgases vom Kathodenausgang (8) zum Kathodeneingang (7) zurückgeführt und zumindest ein Teil des Anodenabgases vom Anodenausgang (6) dem rückgeführten Kathodengas beigemischt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest an einem Punkt des Strömungsweges von Kathodengas und/oder Anodengas die Sauerstoffkonzentration mittels einer λ -Sonde gemessen und die Ströme von Anodengas und/oder Kathodengas und/oder das Mischungsverhältnis von Kathodenabgas und Anodenabgas in Abhängigkeit von dem Meßwert für die Sauerstoffkonzentration eingestellt werden.1. A method of operating a fuel cell assembly formed of a number of fuel cells (1) in which fed to an anode inlet (5) fuel gas to the anodes of fuel cells, transferred to an anode output (6) anode exhaust gas from the anodes, on a cathode inlet (7 ) Cathode gas is fed to the cathodes of the fuel cells and the cathode exhaust gas is discharged from the cathodes at a cathode outlet ( 8 ), in particular at least part of the cathode exhaust gas being returned from the cathode outlet ( 8 ) to the cathode inlet ( 7 ) and at least part of the anode exhaust gas from the anode outlet ( 6 ) is added to the returned cathode gas, characterized in that at least at one point in the flow path of cathode gas and / or anode gas, the oxygen concentration is measured by means of a λ probe and the flows of anode gas and / or cathode gas and / or the mixing ratio of cathode exhaust gas and anode exhaust gas dependent on from the measured value for the oxygen concentration. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sauerstoffkonzentration am Kathodeneingang (7) und/oder am Kathodenausgang (8) gemessen und in Abhängigkeit vom Meßwert für die Sauerstoffkonzentration die Zufuhr von frischem Kathodengas in den zwischen Kathodenausgang (8) und Kathodeneingang (7) zirkulierenden Kathodengasstrom eingestellt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the oxygen concentration at the cathode inlet ( 7 ) and / or at the cathode outlet ( 8 ) is measured and, depending on the measured value for the oxygen concentration, the supply of fresh cathode gas into the between the cathode outlet ( 8 ) and the cathode inlet ( 7 ) circulating cathode gas flow is set. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sauerstoffkonzentration am Kathodeneingang (7) und/oder am Kathodenausgang (8) gemessen und in Abhängigkeit von dem Meßwert für die Sauerstoffkonzentration das Rückführungsverhältnis des Kathodengases vom Kathodenausgang (8) zum Kathodeneingang (7) eingestellt wird.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the oxygen concentration at the cathode inlet ( 7 ) and / or at the cathode outlet ( 8 ) is measured and, depending on the measured value for the oxygen concentration, the recirculation ratio of the cathode gas from the cathode outlet ( 8 ) to the cathode inlet ( 7 ) is set. 4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sauerstoffkonzentration des Anodenabgases gemessen wird, nachdem dessen reduktive Bestandteile durch katalytische Verbrennung mit dem Sauerstoff von zugeführter Luft verbrannt worden sind, und daß in Abhängigkeit vom Meßwert für die Sauerstoffkonzentration die Menge des dem Anodeneingang (5) zugeführten Brenngases und/oder der zugeführten Luft im Sinne einer Optimierung der katalytischen Verbrennung eingestellt werden.4. The method according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the oxygen concentration of the anode exhaust gas is measured after its reductive components have been burned by catalytic combustion with the oxygen of the air supplied, and that the amount depending on the measured value for the oxygen concentration of the fuel gas and / or the air supplied to the anode input ( 5 ) can be adjusted in order to optimize the catalytic combustion. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Messung der Sauerstoffkonzentration mittels einer λ -Meßsonde mit einer Sprungcharakteristik erfolgt, die für einen Bereich geringer Sauerstoffkonzentration ein erstes Signal mit einer geringen konzentrationsabhängigen Signaländerung und für einen Bereich hoher Sauerstoffkonzentration ein zweites, vom ersten Signal verschiedenes Signal mit einer geringen konzentrationsabhängigen Signaländerung, sowie dazwischen ein sich sprungartig änderndes Signal abgibt, und daß die Einstellung der Anodengas- und/oder Kathodengasströme und/oder die Zuführung von Frischluft zur katalytischen Verbrennung im Sinne eines Erlangens hoher Sauerstoffkonzentration durchgeführt wird.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the Measurement of the oxygen concentration using a λ measuring probe with a There is a jump characteristic for a range of low oxygen concentration first signal with a small concentration-dependent signal change and for one High oxygen concentration range a second signal different from the first signal with a small concentration-dependent signal change, as well as in between abruptly changing signal and that the setting of the anode gas and / or Cathode gas flows and / or the supply of fresh air for catalytic combustion in the sense of obtaining a high oxygen concentration. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Messung der Sauerstoffkonzentration mit einer λ -Meßsonde mit einer näherungsweise linearen Signaländerung in Abhängigkeit von der Sauerstoffkonzentration erfolgt, und daß die Einstellung der Anodengas- und/oder Kathodengasströme und/oder die Zuführung von Frischluft zur katalytischen Verbrennung so erfolgt, daß eine Sauerstoffkonzentration in einem vorgegebenen Bereich eingestellt wird.6. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the Measurement of the oxygen concentration with a λ measuring probe with an approximate linear signal change depending on the oxygen concentration, and that the setting of the anode gas and / or cathode gas flows and / or the supply of Fresh air for catalytic combustion is made so that an oxygen concentration is set in a predetermined range. 7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Messung der Sauerstoffkonzentration im Kathodengasstrom erfolgt und die Gasströme so eingestellt werden, daß eine vorgegebene Mindestkonzentration an Sauerstoff im Kathodengasstrom nicht unterschritten wird. 7. The method according to claim 5 or 6, characterized in that the measurement of Oxygen concentration takes place in the cathode gas flow and the gas flows are adjusted in this way be that a predetermined minimum concentration of oxygen in the cathode gas stream is not undercut.   8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Sauerstoffkonzentration so eingestellt wird, daß für Kathodengas und Anodengas ein λ - Verhältnis von 1,4 bis 2,2, vorzugsweise von etwa 1,8 eingestellt wird.8. The method according to claim 6, characterized in that the Oxygen concentration is set so that a λ - for cathode gas and anode gas Ratio of 1.4 to 2.2, preferably from about 1.8 is set. 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren bei einer von einem gasdichten Gehäuse (2) umgebenen Brennstoffzellenanordnung (1) verwendet wird, bei der das Kathodenabgas vom Kathodenausgang (8) in das Innere des gasdichten Gehäuses (2) abgegeben und zur Rückführung zum Kathodeneingang (7) im Inneren des gasdichten Gehäuses (2) in Zirkulation versetzt wird, und wobei wahlweise zumindest ein Teil des Anodenabgases vom Anodenausgang (6) in das Innere des gasdichten Gehäuses (2) abgegeben und dem dort zirkulierenden Kathodengas beigemischt wird.9. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the method is used in a fuel cell arrangement ( 1 ) surrounded by a gas-tight housing ( 2 ), in which the cathode exhaust gas from the cathode outlet ( 8 ) into the interior of the gas-tight housing ( 2 ) and is circulated for return to the cathode inlet ( 7 ) inside the gas-tight housing ( 2 ), and optionally at least part of the anode exhaust gas is discharged from the anode outlet ( 6 ) into the interior of the gas-tight housing ( 2 ) and there circulating cathode gas is added.
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Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19706584A1 (en) * 1997-02-21 1998-08-27 Aeg Energietechnik Gmbh High temperature fuel cell
DE19743075A1 (en) * 1997-09-30 1998-12-24 Mtu Friedrichshafen Gmbh Fuel cell arrangement
DE19836836A1 (en) * 1998-08-13 2000-02-24 Koch Hans Helmut Electrochemical half-cell, for an electrolytic high temperature fuel cell, employs a gaseous carbon compound primary fuel, a molten metal secondary fuel and a molten carbonate electrolyte
WO2006085211A1 (en) * 2005-02-10 2006-08-17 Nissan Motor Co., Ltd. Fuel cell system
DE10201668B4 (en) * 2001-01-18 2007-01-18 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha, Toyota On-board fuel cell system and method for delivering hydrogen exhaust gas and its use in a vehicle
US7718286B2 (en) 2003-10-24 2010-05-18 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Abnormality detecting device of fuel cell system
EP2544288A3 (en) * 2004-11-16 2013-03-06 Dcns Method for supplying oxygen-containing gas to a cathode of a fuel cell and fuel cell.
WO2015022114A1 (en) * 2013-08-14 2015-02-19 Robert Bosch Gmbh Simplification of the electrical system of fuel cells by means of depletion of the cathode supply
DE112005000673B4 (en) * 2004-04-02 2015-05-21 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha The fuel cell system
WO2017092908A1 (en) * 2015-11-30 2017-06-08 Robert Bosch Gmbh Fuel cell system
WO2019115281A1 (en) * 2017-12-13 2019-06-20 Robert Bosch Gmbh Fuel cell control method

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6461751B1 (en) 1999-12-06 2002-10-08 Ballard Power Systems Inc. Method and apparatus for operating a fuel cell
US7351486B2 (en) * 2002-11-28 2008-04-01 Kabushiki Kaisha Toshiba Direct type fuel cell power generator

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03101061A (en) * 1989-09-14 1991-04-25 Fuji Electric Co Ltd Phosphoric acid residual amount monitor for phosphoric acid fuel cell

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59149665A (en) * 1983-02-03 1984-08-27 Toshiba Corp Fuel-cell system
JPS6476681A (en) * 1987-09-17 1989-03-22 Toshiba Corp Humidity measuring method
JPH05266909A (en) * 1992-03-23 1993-10-15 Toshiba Corp Fuel cell system
JP3509132B2 (en) * 1993-07-05 2004-03-22 石川島播磨重工業株式会社 Fuel cell power generator
DE4425186C1 (en) * 1994-07-16 1996-03-07 Mtu Friedrichshafen Gmbh Fuel cell arrangement and method for operating a fuel cell arrangement
JP3312499B2 (en) * 1994-09-05 2002-08-05 石川島播磨重工業株式会社 Fuel cell generator

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03101061A (en) * 1989-09-14 1991-04-25 Fuji Electric Co Ltd Phosphoric acid residual amount monitor for phosphoric acid fuel cell

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Patent Abstracts of Japan, Bd. 15/Nr. 288, v. 22.07.91, E-1092 *

Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19706584A1 (en) * 1997-02-21 1998-08-27 Aeg Energietechnik Gmbh High temperature fuel cell
US6136462A (en) * 1997-02-21 2000-10-24 Aeg Energietechnik Gmbh High temperature fuel cells with heating of the reaction gas
DE19706584C2 (en) * 1997-02-21 2002-09-26 Aeg Energietechnik Gmbh High temperature fuel cells with heating of the reaction gas
DE19743075A1 (en) * 1997-09-30 1998-12-24 Mtu Friedrichshafen Gmbh Fuel cell arrangement
DE19836836A1 (en) * 1998-08-13 2000-02-24 Koch Hans Helmut Electrochemical half-cell, for an electrolytic high temperature fuel cell, employs a gaseous carbon compound primary fuel, a molten metal secondary fuel and a molten carbonate electrolyte
DE19836836B4 (en) * 1998-08-13 2004-05-27 Hans-Helmut Koch Galvanic high temperature fuel cell and method for operating the fuel cell
US7968242B2 (en) 2001-01-18 2011-06-28 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Onboard fuel cell system and method of discharging hydrogen-off gas
DE10201668B4 (en) * 2001-01-18 2007-01-18 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha, Toyota On-board fuel cell system and method for delivering hydrogen exhaust gas and its use in a vehicle
US7718286B2 (en) 2003-10-24 2010-05-18 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Abnormality detecting device of fuel cell system
DE112005000673B4 (en) * 2004-04-02 2015-05-21 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha The fuel cell system
US9614235B2 (en) 2004-04-02 2017-04-04 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel cell system and method of controlling the system
EP2544288A3 (en) * 2004-11-16 2013-03-06 Dcns Method for supplying oxygen-containing gas to a cathode of a fuel cell and fuel cell.
WO2006085211A1 (en) * 2005-02-10 2006-08-17 Nissan Motor Co., Ltd. Fuel cell system
WO2015022114A1 (en) * 2013-08-14 2015-02-19 Robert Bosch Gmbh Simplification of the electrical system of fuel cells by means of depletion of the cathode supply
US10236523B2 (en) 2013-08-14 2019-03-19 Robert Bosch Gmbh Simplification of the electrical system of fuel cells by means of depletion of the cathode supply
WO2017092908A1 (en) * 2015-11-30 2017-06-08 Robert Bosch Gmbh Fuel cell system
WO2019115281A1 (en) * 2017-12-13 2019-06-20 Robert Bosch Gmbh Fuel cell control method

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Publication number Publication date
WO1997044844A1 (en) 1997-11-27

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