DE19644864A1 - Wasserstoff-Brennstoffzellen-Akku - Google Patents

Wasserstoff-Brennstoffzellen-Akku

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Description

Es ist bekannt, daß Brennstoffzellen einen hohen Wirkungsgrad aufweisen. Die Basis-Inno­ vation stammt bereits aus dem Jahr 1839. Der britische Naturforscher William Grove konnte damals schon mit Wasserstoff und Sauerstoff Strom erzeugen.
Der im Patentanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, durch Integration aller Komponenten in einem preiswerten, kompakten prozessorgesteuerten Wasserstoff-Brennstoffzellen-Akku insbesondere durch Einsatz von Ruthenium auf einem Keramik- oder Metallsubstrat als Katalysator an der Stelle von teurem Platin Einsparungen um den Faktor 100 zu ermöglichen. Polymer-Elektrolyt-Membran-Zellen bilden zusammen mit einem Metallhydridspeicher, einem kleinen Kompressor und einem thermoelektrischen Wärmetauscher einen kompakten, relativ leichten Wasserstoff-Brennstoffzellen-Akku, der ganz besonders in Elektrofahrzeugen nach Bedarf als zusätzliches Modul eingesetzt werden kann. Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß ein besonders preiswerter Brennstoffzellen-Akku ermöglicht wird, der mit hohem Wirkungsgrad die Energie des Treibstoffes in Strom umwandelt, wobei durch die elektrochemische Umsetzung von Wasserstoff zusammen mit dem Luftsauerstoff lediglich Wasser entsteht - weder Kohlendioxid noch Stickoxide oder andere Emissionen. Ein damit ausgestattetes Kraftfahrzeug wird damit zu einem echten "zero emission vehide" mit großer Reichweite.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist im Patentanspruch 2 angegeben. Die Weiterbildung nach Patentanspruch 2 ermöglicht es, nach Auffüllen von Wasser mit dem auch in einer Wasserumgebung einsetzbaren Katalysator am Netz wieder kostengünstig in Schwachlastzeiten mit einem Ladegerät den prozessorgesteuerten Wasserstoff-Brenn­ stoffzellen-Akku aufzuladen, wobei sich das Brennstoffzellen-Prinzip umkehrt in die Wasser-Elektrolyse, ohne dabei zusätzliche Kraftwerkskapazität zu benötigen. Bei der Umkehr lädt sich der integrierte Metallhydrid-Speicher mit dem entstandenen Wasserstoff auf. Um die Kapazität noch weiter zu erhöhen, kann der Wasserstoffspeicher eine zweite Stufe aus Magnesiumhydrid aufweisen, die erst nach Erreichen der Betriebstemperatur der ersten Metallhydrid-Stufe aktiviert wird, um eine noch größere Gesamtkapazität zu erzielen.

Claims (2)

1. Wasserstoff-Brennstoffzellen-Akku, dadurch gekennzeichnet, daß Polymer-Elektrolyt-Membran-Zellen mit Ruthenium-Ka­ talysator an der Stelle von teurem Platin zusammen mit einem Luftfilter, einem Metall­ hydridspeicher, einem kleinen Kompressor und einem thermoelektrischen Wärmetauscher in einem prozessorgesteuerten, kompakten Akku integriert sind, der ganz besonders für den Einsatz in Elektrofahrzeugen als preiswertes Modul geeignet ist, wobei mit hohem Wirkungsgrad durch die elektrochemische Umsetzung von Wasserstoff aus dem integrierten Hydridspeicher und dem Sauerstoff der angesaugten Luft, die im eingebauten Filter gereinigt wird, Strom und lediglich Wasser entsteht.
2. Wasserstoff-Brennstoffzellen-Akku nach Patenanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ruthenium-Katalysator auf einem Keramik- oder Metallsubstrat auch in einer Wasserumgebung einsetzbar ist, damit nach Auffüllen von Wasser der prozessorgesteuerte Akku am Netz wieder kostengünstig in Schwachlastzeiten mit einem Ladegerät aufgeladen werden kann, wobei das Brennstoffzellenprinzip umgekehrt wird in die Wasser-Elektrolyse und der integrierte Hydridspeicher mit dem entstandenen Wasserstoff angereichert wird. Zur Steigerung der Gesamtkapazität ist eine zweite Hydrid­ speicherstufe vorgesehen, die erst nach Erreichen der Betriebstemperatur ersten Stufe aktiviert wird.
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