DE19644864A1 - Wasserstoff-Brennstoffzellen-Akku - Google Patents
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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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