DE19852844C2 - Arrangement for generating electrical energy with a fuel cell and a fuel source for the fuel required for the fuel cell - Google Patents

Arrangement for generating electrical energy with a fuel cell and a fuel source for the fuel required for the fuel cell

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung zum Erzeugen von elektrischer Energie gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, wie aus DE 196 52 341 A1 bekannt.The present invention relates to an arrangement for generating electrical Energy according to the preamble of claim 1, as known from DE 196 52 341 A1.

Brennstoffzellen sind bereits seit langem bekannt und haben insbesondere im Bereich der Automobilindustrie in den letzten Jahren erheblich an Bedeutung gewonnen. Ähnlich wie Batteriesysteme erzeugen Brennstoffzellen elektrische Energie auf chemischem Wege, wobei die einzelnen Reaktanten kontinuierlich zugeführt werden und das Reaktionsprodukt kontinuierlich abgeführt wird. Dabei liegt den Brennstoffzellen die grundsätzliche Funktionsweise zu Grunde, daß sich elektrisch neutrale Moleküle oder Atome miteinander verbinden und dabei Elektronen austauschen. Dieser Vorgang wird als Redoxprozeß bezeichnet. Bei der Brennstoffzelle werden die Oxidations- und Reduktionsprozesse räumlich getrennt. Die bei der Reduktion abgegebenen Elektronen lassen sich als Strom durch einen Verbraucher leiten, beispielsweise den Elektromotor eines Automobils.Fuel cells have been known for a long time and have particularly in the field the automotive industry has become significantly more important in recent years. Similar to battery systems, fuel cells generate electrical energy chemical way, the individual reactants being fed continuously and the reaction product is continuously removed. Here lies the Fuel cells are based on the basic functioning that is electrical connecting neutral molecules or atoms and thereby electrons change. This process is called the redox process. In the Fuel cell, the oxidation and reduction processes are spatially separated. The Electrons released during the reduction can be viewed as a current through a For example, consumers control the electric motor of an automobile.

Als gasförmige Reaktionspartner für die Brennstoffzelle werden beispielsweise Wasserstoff als Brennstoff und Sauerstoff als Oxidationsmittel verwendet. Will man die Brennstoffzellen mit einem leicht verfügbaren und zu speichernden Brennstoff wie Erdgas oder Methanol betreiben, muß man den Kohlenwasserstoff zunächst durch Reformierung in ein wasserstoffreiches Gas umwandeln. Dabei wird dieses im wesentlichen zu Wasserstoff und Kohlendioxid zersetzt. Weiterhin entsteht ebenfalls Kohlenmonoxid (CO), das ein für die Brennstoffzelle schädliches Gas darstellt und deshalb vor Eintritt des Brennstoffs in die Brennstoffzelle entfernt werden muß.As gaseous reactants for the fuel cell, for example Hydrogen is used as fuel and oxygen as oxidant. Do you want that Fuel cells with an easily available and storable fuel such as Operate natural gas or methanol, you must first through the hydrocarbon Convert reforming to a hydrogen-rich gas. This is in the essentially decomposed to hydrogen and carbon dioxide. Furthermore also arises  Carbon monoxide (CO), which is a gas harmful to the fuel cell and therefore must be removed before the fuel enters the fuel cell.

In der Brennstoffzelle kann Kohlenmonoxid ab einer bestimmten Konzentration dazu führen, daß sich die von der Brennstoffzelle abgegebene Leistung verringert und der Wirkungsgrad der Brennstoffzelle reduziert wird. Üblicherweise kann eine Anlagerung von Kohlenmonoxid in der Brennstoffzelle abgebaut werden, indem diese in regelmäßigen Abständen mit einem geeigneten Gas, beispielsweise Sauerstoff, gespült wird. Hat jedoch die Konzentration an Kohlenmonoxid in der Brennstoffzelle einen bestimmten Grenzwert überschritten, sind die in der Brennstoffzelle durch das Kohlenmonoxid hervorgerufenen Reaktionen irreversibel, so daß die Brennstoffzelle einen dauerhaften Leistungsverlust erleidet und ggf. ausgetauscht werden muß.In the fuel cell, carbon monoxide can do this from a certain concentration cause the power output by the fuel cell to decrease and the Efficiency of the fuel cell is reduced. Usually an attachment of carbon monoxide in the fuel cell by breaking it down into at regular intervals with a suitable gas, for example oxygen, is rinsed. However, it has the concentration of carbon monoxide in the fuel cell exceeded a certain limit, those in the fuel cell are due to the Carbon monoxide reactions are irreversible, making the fuel cell suffers a permanent loss of performance and may need to be replaced.

Somit besteht ein Bedürfnis, die Menge an schädlichem Kohlenmonoxid in der Brennstoffzelle messen zu können, um eine frühzeitige Reinigung bzw. Spülung der Brennstoffzelle vornehmen zu können, bevor es zu irreversiblen Schädigungen kommt.Thus, there is a need to control the amount of harmful carbon monoxide in the To be able to measure fuel cells in order to clean or flush the Fuel cells can make before irreversible damage comes.

Kohlenmonoxid kann mit Hilfe von Infrarot-Spektrometern oder mittels Gaschromatographie gemessen werden. Beide Verfahren haben jedoch den Nachteil, daß sie zum einen sehr aufwendig und zum anderen mit erheblichen Kosten verbunden sind. Diese bekannten Verfahren sind deshalb für die Messung von Kohlenmonoxid in Brennstoffzellen, insbesondere wenn diese in Automobilen eingesetzt werden sollen, nicht rentabel oder aufgrund der erforderlichen Apparaturen auch nicht praktikabel.Carbon monoxide can be measured using infrared spectrometers or by means of Gas chromatography can be measured. However, both methods have the disadvantage that they on the one hand very complex and on the other hand associated with considerable costs. These known methods are therefore for the measurement of carbon monoxide in Fuel cells, especially if they are to be used in automobiles, not profitable or not practical due to the necessary equipment.

Aus EP 0 834 948 A2 ist bereits eine Vorrichtung und ein Verfahren bekannt, um den Kohlenmonoxidgehalt in einem wasserstoffreichen Gas zu reduzieren. Dabei reagiert das Kohlenmonoxid unter Anwesenheit eines geeigneten Katalysators mit einem sauerstoffhaltigen Oxidationsgas. Da diese oxidative Reaktion exotherm ist, ist weiterhin eine Wasserkühlung erforderlich. Die Konzentration des im wasserstoffreichen Gas befindlichen Kohlenmonoxids wird über einen besonderen Sensor gemessen. Dieser Sensor mißt den aktuellen Gehalt des Kohlenmonoxids im wasserstoffreichen Gas. Wird ein bestimmter Grenzwert überschritten, wird der Oxidationsschritt eingeleitet. Nachteilig bei einem solchen Sensor ist vor allem, daß er konstruktiv aufwendig und damit nicht billig ist. Weiterhin erfordert ein solcher Sensor zu seinem Betrieb eine komplexe elektrische Schaltung.From EP 0 834 948 A2 a device and a method are already known for reduce the carbon monoxide content in a hydrogen-rich gas. there the carbon monoxide reacts with the presence of a suitable catalyst an oxygen-containing oxidizing gas. Since this oxidative reaction is exothermic, it is water cooling still required. The concentration of the Hydrogen-rich gas located carbon monoxide is over a special Sensor measured. This sensor measures the current carbon monoxide content in the hydrogen-rich gas. If a certain limit is exceeded, the  Oxidation step initiated. The main disadvantage of such a sensor is that it structurally complex and therefore not cheap. Furthermore, such a sensor requires a complex electrical circuit for its operation.

In Sciene Tools, The LKB-Instruments Journal, April 1958, Seiten 9 bis 11 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Nachweis von Kohlenmonoxid in Luft beschrieben, wobei ein Oxidationsmittel zur Oxidierung von Kohlenmonoxid verwendet wird, das bei der Reaktion seine Farbe wechselt. Dieses Oxidationsmittel wird nicht in den Gasstrom eindosiert und mit diesem mitgeführt, sondern verbleibt an Ort und Stelle innerhalb der Messeinrichtung. Als Regelgröße für die Bemessung der kontinuierlichen Zudosierung des Oxidationsmittels wird die Klemmenspannung oder Stromdichte der Brennstoffzelle herangezogen.In Sciene Tools, The LKB-Instruments Journal, April 1958, pages 9 to 11 are a method and an apparatus for the detection of carbon monoxide in air described, using an oxidizing agent for oxidizing carbon monoxide that changes color during the reaction. This oxidizer is not in dosed the gas stream and carried it with it, but remains in place and Location within the measuring device. As a control variable for the dimensioning of the the terminal voltage or Current density of the fuel cell used.

Im "Lehrbuch der Anorganischen Chemie" von H. Remy, Akademische Verlagsgesell­ schaft, 7. Auflage, Leipzig 1954, Band I, Seiten 375, 376 und 674 werden im Zusammenhang mit Atemschutzgeräten einige Oxidationsmittel zur Beseitigung von CO genannt; es gibt dort keinen Bezug zu der Problematik eine Brennstoffzelle vor Schädigungen zu schützen.In the "Textbook of Inorganic Chemistry" by H. Remy, Akademische Verlagsgesellschaft, 7th edition, Leipzig 1954 , Volume I, pages 375, 376 and 674, some oxidizing agents for the removal of CO are mentioned in connection with breathing apparatus; there is no relation to the problem of protecting a fuel cell from damage.

Ausgehend vom genannten Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung zum Erzeugen von elektrischer Energie und zum Nachweisen und/oder Entfernen von störenden oxidierbaren Stoffen aus einem Brennstoff bereitzustellen, mit der die genannten Nachteile vermieden werden können. Insbesondere soll eine Vorrichtung bereitgestellt werden, mit dem auf einfache und kostengünstige Weise der Kohlenmonoxid-Gehalt in der Brennstoffzelle ermittelt bzw. das Kohlenmonoxid im Brennstoff entfernt werden kann.The present invention is based on the cited prior art The task is based on a device for generating electrical energy and for detecting and / or removing provide disruptive oxidizable substances from a fuel with which the mentioned disadvantages can be avoided. In particular, a device are provided with which the in a simple and inexpensive manner Carbon monoxide content determined in the fuel cell or the carbon monoxide in Fuel can be removed.

Diese Aufgabe wird mit einer Vorrichtung mit den Merk­ malen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiter­ bildungen sind in den Unteransprüchen angegeben. This task is carried out with a device with the Merk paint the claim 1 solved. Advantageous Next educations are specified in the subclaims.  

Durch eine solche Vorrichtung wird auf einfache und kostengünstige Weise eine quantitative Messung von störenden oxidierbaren Stoffen - beispielsweise von Kohlenmonoxid - im Brennstoff ermöglicht. Außerdem erfolgt durch die erfindungsgemäße Vorrichtung auch eine Reinigung des Brennstoffs von den störenden oxidierbaren Stoffen. Dabei muß das Oxidationsmittel so ausgewählt werden, daß störende Nebenreaktionen möglichst wenig Einfluß haben.Such a device is a simple and inexpensive way quantitative measurement of interfering oxidizable substances - for example of Carbon monoxide - made possible in fuel. It also takes place through the Device according to the invention also cleaning the fuel from the interfering oxidizable substances. The oxidizing agent must be so be selected so that interfering side reactions have as little influence as possible.

Durch eine Farbveränderung des Oxidationsmittels wird eine besonders einfache visuelle Überprüfung des Brennstoffs auf entsprechende störende oxidierbare Stoffe ermöglicht. Die Messung des pH-Werts des Oxidationsmittels bzw. von dessen Veränderung ermöglicht auch andere Anzeigearten, mit denen das Vorhandensein von störenden oxidierbaren Stoffen im Brennstoff dargestellt werden kann. Derartige Anzeigen können als Zeiger-Anzeige, Schreiber, Bildschirm oder dergleichen ausgebildet sein.Changing the color of the oxidizing agent makes it particularly simple visual inspection of the fuel for corresponding disruptive oxidizable substances allows. The measurement of the pH of the oxidizing agent or of its Change also enables other types of displays to indicate the presence of disruptive oxidizable substances can be represented in the fuel. such Displays can be used as a pointer display, pen, screen or the like be trained.

Entsprechendes gilt für die Messung der thermischen oder elektrischen Leitfähigkeit.The same applies to the measurement of thermal or electrical conductivity.

Grundsätzlich ist die Erfindung nicht auf bestimmte Oxidationsmittel beschränkt. Vielmehr ist der grundlegende Gedanke der vorliegenden Erfindung darin zu sehen, daß ein in dem Brennstoff befindlicher störender oxidierbarer Stoff, der in diesem nachgewiesen oder aus diesem entfernt werden soll, mit einem für diesen bestimmten oxidierbaren Stoff geeigneten Oxidationsmittel in Verbindung gebracht wird. Ein geeignetes Oxidationsmittel ist ein Mittel, das zu einer möglichst selektiven Oxidation des störenden oxiderbaren Stoffs führt, also den eigentlichen Brennstoff nicht in nennenswertem Umfang oxidiert. Vorzugsweise ist das Oxidationsmittel ein fester Stoff. Die sich zwischen dem störenden oxidierbaren Stoff und dem Oxidationsmittel einstellenden Reaktionen können auf geeignete Weise angezeigt werden, wie im weiteren Verlauf der Beschreibung näher erläutert werden wird.Basically, the invention is not limited to certain oxidizing agents. Rather, the basic idea of the present invention is to be seen in that an interfering oxidizable substance in the fuel, which in this is to be detected or removed from it with a specific one oxidizable substance suitable oxidizing agent is associated. On Suitable oxidizing agent is an agent that leads to selective oxidation of the interfering oxidizable substance, i.e. not the actual fuel oxidized to a significant extent. Preferably the oxidizing agent is a solid Material. The difference between the interfering oxidizable substance and the oxidizing agent  setting reactions can be displayed in a suitable manner, as in the further course of the description will be explained in more detail.

Vorzugsweise können die störenden oxidierbaren Stoffe oxidierbare Gase, und hier insbesondere Kohlenmonoxid, sein. Damit ist die Vorrichtung besonders geeignet, um das schädliche Kohlendioxid in einem aus Kohlenwasserstoffen reformierten Brennstoff nachzuweisen bzw. aus diesem zu entfernen.The interfering oxidizable substances can preferably be oxidizable gases, and here especially carbon monoxide. The device is therefore particularly suitable for the harmful carbon dioxide in a hydrocarbon reformed Detect or remove fuel.

Vorteilhaft kann das Oxidationsmittel Cr2O7 2- oder MnO4 sein. Diese Oxidationsmittel sind besonders geeignet zum Nachweis von Kohlenmonoxid. Allerdings sind auch andere Oxidationsmittel denkbar. Wichtig ist lediglich, daß die Oxidationsmittel mit dem nachzuweisenden oder zu entfernenden störenden oxidierbaren Stoff in geeigneter Weise reagieren können und daß der Einfluß etwaiger störender Nebenreaktionen möglichst ausgeschlossen wird.The oxidizing agent Cr 2 O 7 2- or MnO 4 can be advantageous. These oxidizing agents are particularly suitable for the detection of carbon monoxide. However, other oxidizing agents are also conceivable. It is only important that the oxidizing agents can react in a suitable manner with the interfering oxidizable substance to be detected or removed and that the influence of any interfering side reactions is excluded as far as possible.

Soll beispielsweise als störender oxidierbarer Stoff Kohlenmonoxid im Brennstoff nachgewiesen oder entfernt werden, wird als geeignetes Oxidationsmittel vorzugsweise Cr2O7 2- verwendet. Die entsprechenden Redoxgleichungen lauten dabei wie folgt:
For example, if carbon monoxide is to be detected or removed in the fuel as a disruptive oxidizable substance, Cr 2 O 7 2- is preferably used as a suitable oxidizing agent. The corresponding redox equations are as follows:

Cr2O7 2- + 14H+ + 6e- → 2Cr3+ + 7H2O (1)
Cr 2 O 7 2- + 14H + + 6e - → 2Cr 3+ + 7H 2 O (1)

CO + ½O2 → CO2 + 2e (2)CO + ½O 2 → CO 2 + 2e (2)

Damit ergibt sich die Gesamtredoxgleichung wie folgt:
This gives the overall redox equation as follows:

Cr2O7 2- + 14H+ + 3CO + 3/2O2 → 2Cr3+ + 7H2O + 3CO2 (3)
Cr 2 O 7 2- + 14H + + 3CO + 3 / 2O 2 → 2Cr 3+ + 7H 2 O + 3CO 2 (3)

Bei der stattfindenden Reaktion des Oxidationsmittels mit dem Kohlenmonoxid färbt sich das Oxidationsmittel von orange nach gelb/grün und der pH-Wert steigt.When the oxidant reacts with the carbon monoxide, it colors the oxidizing agent changes from orange to yellow / green and the pH increases.

In weiterer Ausgestaltung kann das Oxidationsmittel in einem Behälter vorgesehen sein, vorzugsweise aus einem transparenten Material. Ein transparentes Material ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Veränderung im Oxidationsmittel visuell als Farbänderung angezeigt werden soll. Um den Grad des Vorhandenseins an störenden oxidierbaren Stoffen möglichst genau anzeigen zu können, kann an dem Behälter weiterhin eine entsprechende Skalierung vorgesehen sein.In a further embodiment, the oxidizing agent can be provided in a container be, preferably made of a transparent material. It is a transparent material particularly advantageous if the change in the oxidizing agent is visual Color change should be displayed. To the degree of presence of disturbing To be able to display oxidizable substances as precisely as possible can on the container a corresponding scaling can also be provided.

Darüber hinaus kann weiterhin eine Einrichtung zum Messen des pH-Werts vorgesehen sein. Der in dieser Einrichtung gemessene pH-Wert des Oxidationsmittels bzw. dessen Veränderung, kann, falls erforderlich, in einer geeigneten Vorrichtung aufbereitet oder weiter verarbeitet und anschließend in einer wie oben beschriebenen Weise angezeigt werden.In addition, a device for measuring the pH can also be used be provided. The pH value of the oxidizing agent measured in this device or its change, if necessary, in a suitable device processed or further processed and then in one as described above Way.

Insgesamt wird eine Anordnung zum Erzeugen von elektrischer Energie bereitgestellt, die eine Brennstoffzelle, eine Brennstoffquelle für den für die Brennstoffzelle erforderlichen Brennstoff und wenigstens eine Zuleitung von der Brennstoffquelle zur Brennstoffzelle aufweist, die eine Vorrichtung zum Nachweisen und/oder Entfernen von störenden oxidierbaren Stoffen aufweist. Overall, an arrangement for Generating electrical energy provided by a fuel cell, a Fuel source for the fuel required for the fuel cell and has at least one supply line from the fuel source to the fuel cell, the a device for detecting and / or removing disruptive has oxidizable substances.  

Vorteilhaft kann die Vorrichtung zum Nachweisen und/oder Entfernen der störenden oxidierbaren Stoffe in Strömungsrichtung des Brennstoffs vor der Brennstoffzelle mit der Zuleitung verbunden sein.The device can advantageously be used to detect and / or remove the disruptive oxidizable substances in the flow direction of the fuel in front of the fuel cell be connected to the supply line.

Da die Vorrichtung jedoch zum Schutze der Brennstoffzelle dienen soll, ist es zweckmäßig, daß sie im näheren Umgebungsbereich der Brennstoffzelle oder direkt an dieser angeordnet ist.However, since the device is intended to protect the fuel cell it is appropriate that they in the vicinity of the fuel cell or is arranged directly on this.

Vorzugsweise ist die Vorrichtung zum Nachweisen und/oder Entfernen der störenden oxidierbaren Stoffe derart mit der Zuleitung oder der Brennstoffzelle verbunden, daß wenigstens ein Teilstrom des Brennstoffs durch die Vorrichtung hindurch oder in diese hineingeleitet wird oder werden kann. In einer solchen Ausgestaltung wird die Vorrichtung vorzugsweise als eine Art Detektor zum Nachweis von störenden oxidierbaren Stoffen im Brennstoff verwendet. Die Vorrichtung ist beispielsweise über eine entsprechende Zuleitung mit der Hauptzuleitung verbunden, so daß ein Teilstrom des Brennstoffs in die Vorrichtung hineinströmen kann. Sofern der nachzuweisende störende oxidierbare Stoff, beispielsweise Kohlenmonoxid, im Brennstoff enthalten ist, wird dieser mit dem in der Vorrichtung befindlichen Oxidationsmittel in der wie oben beschriebenen Weise reagieren. Dadurch tritt beispielsweise eine Farbänderung des Oxidationsmittels ein, die über die Betriebszeit bzw. die Belastungszeit des Oxidationsmittels mit dem störenden oxidierbaren Stoff weiter fortschreitet. Wenn beispielsweise ein zuvor definierter Grenzwert erreicht wird, ist dieser über eine entsprechend fortgeschrittene Verfärbung des Oxidationsmittels visuell nachweisbar. Die Vorrichtung kann somit als Grenzwertdetektor und damit als Wartungsanzeige für die Brennstoffzelle dienen. Wenn der entsprechende Grenzwert erreicht wird, bedeutet dies, daß auch ein entsprechender Grenzwert des störenden oxidierbaren Stoffs innerhalb der Brennstoffzelle erreicht ist, und daß diese durch eine geeignete Maßnahme gereinigt oder gespült werden muß. Das Oxidationsmittel muß dann für eine nächste Betriebsperiode entweder regeneriert (d. h. oxidiert) oder gegen frisches Material ausgetauscht werden.The device is preferably for detecting and / or removing the disruptive oxidizable substances connected to the feed line or the fuel cell in such a way that at least a partial flow of the fuel through or into the device is or can be introduced. In such an embodiment, the Device preferably as a kind of detector for the detection of disturbing oxidizable substances used in fuel. The device is over, for example a corresponding supply line is connected to the main supply line, so that a partial flow of the fuel can flow into the device. If the demonstrable disruptive oxidizable substance, for example carbon monoxide, is contained in the fuel, this is with the oxidizing agent in the device in the same way as above  react as described. For example, this causes a change in color of the Oxidizing agent, which over the operating time or the loading time of the Oxidizing agent progresses with the interfering oxidizable substance. If For example, if a previously defined limit is reached, this is above a correspondingly advanced discoloration of the oxidizing agent visually detectable. The device can thus act as a limit detector and thus as a maintenance indicator for serve the fuel cell. If the corresponding limit is reached, means this means that there is also a corresponding limit value for the interfering oxidizable substance is reached within the fuel cell, and that this by an appropriate Measure must be cleaned or rinsed. The oxidizing agent must then a next operating period is either regenerated (i.e. oxidized) or fresh Material can be exchanged.

Weiterhin kann eine entsprechende Verfärbung des Oxidationsmittels auch bedeuten, daß die störenden oxidierbaren Stoffe nicht zufriedenstellend in entsprechenden Vorrichtungen zur Aufbereitung des Brennstoffs entfernt werden. In diesem Fall kann die durch die Reaktion erzeugte oder gemessene Veränderung des Oxidationsmittels auch als Hinweis dafür genutzt werden, daß die der Brennstoffzelle vorgeschalteten Komponenten zur Erzeugung des Brennstoffs gewartet oder überprüft werden müssen.A corresponding discoloration of the oxidizing agent can also mean that the interfering oxidizable substances are not satisfactory in corresponding Devices for processing the fuel are removed. In this case the change in the oxidant produced or measured by the reaction also be used as an indication that the upstream of the fuel cell Components for generating the fuel are serviced or checked have to.

In weiterer Ausgestaltung kann die Vorrichtung zum Nachweisen und/oder Entfernen der störenden oxidierbaren Stoffe derart mit der Zuleitung verbunden sein, daß der gesamte Brennstoffstrom durch diese hindurchgeleitet wird oder werden kann. Eine solche Anordnung ist beispielsweise dann von Vorteil, wenn die störenden oxidierbaren Stoffe im Brennstoff nicht nur angezeigt, sondern auch entfernt werden sollen. Beispielsweise kann das Oxidationsmittel in Form eines Salzbettes ausgebildet sein, durch das der Brennstoff hindurchströmt. Durch die Reaktion des störenden oxidierbaren Stoffs mit dem Oxidationsmittel wird dieser im Oxidationsmittel gebunden und kann deshalb nicht mehr in die Brennstoffzelle eintreten. Bei Anwesenheit von störenden oxidierbaren Stoffen, beispielsweise von schädlichem Kohlenmonoxid, ändert sich beispielsweise der pH-Wert und/oder die Farbe des Oxidationsmittels. In a further embodiment, the device for detecting and / or removing the interfering oxidizable substances be connected to the feed line such that the entire fuel flow is or can be passed through this. A such an arrangement is advantageous, for example, if the disturbing ones Oxidizable substances in the fuel are not only displayed, but also removed should. For example, the oxidizing agent can be in the form of a salt bed through which the fuel flows. By the reaction of the disturbing oxidizable substance with the oxidizing agent is bound in the oxidizing agent and can therefore no longer enter the fuel cell. In the presence of disruptive oxidizable substances, for example harmful carbon monoxide, for example, the pH and / or the color of the oxidizing agent changes.  

Damit sind diese beiden Veränderungen ein guter Indikator, wie wirksam das Oxidationsmittel noch ist. Weiterhin kann durch die Veränderung des pH-Werts oder der Verfärbung auf einfache Weise angezeigt werden, wann das Oxidationsmittel verbraucht ist. Sobald ein entsprechender Grenzwert erreicht ist, kann das Oxidationsmittel durch geeignete Maßnahmen entweder regeneriert - etwa durch Spülung mit H2O2 - oder aber je nach Bedarf die Vorrichtung zum Nachweisen und/oder Entfernen der störenden oxidierbaren Stoffe ausgebaut und durch eine neue Vorrichtung ersetzt werden.These two changes are a good indicator of how effective the oxidizing agent is. Furthermore, by changing the pH or the discoloration, it can easily be indicated when the oxidizing agent has been used up. As soon as a corresponding limit value has been reached, the oxidizing agent can either be regenerated by suitable measures - for example by flushing with H 2 O 2 - or the device for detecting and / or removing the interfering oxidizable substances can be removed and replaced by a new device ,

In jedem Fall wird durch die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verhindert, daß ein kritischer Grenzwert an störenden oxidierbaren Stoffen in der Brennstoffzelle erreicht wird.In any case, the embodiments described above prevent that a critical limit of interfering oxidizable substances in the fuel cell is achieved.

Eine Vorrichtung zur Aufbereitung des Brennstoffs ist vorzugsweise in Strömungsrichtung des Brennstoffs vor der Vorrichtung zum Nachweisen und/oder Entfernen der störenden oxidierbaren Stoffe und/oder vor der Brennstoffzelle vorgesehen und mit der Zuleitung verbunden. Eine solche Vorrichtung zur Aufbereitung des Brennstoffs ist beispielsweise dann notwendig, wenn der Brennstoff nicht als reiner Wasserstoff zur Verfügung steht, sondern aus Erdgas, Methanol oder dergleichen zunächst reformiert werden muß.A device for processing the fuel is preferably in the direction of flow of the Fuel in front of the device for detecting and / or removing the disruptive oxidizable substances and / or provided in front of the fuel cell and with the supply line connected. Such a device for processing the fuel is for example, necessary if the fuel is not used as pure hydrogen Is available, but initially reformed from natural gas, methanol or the like must become.

In vorteilhafter Weise wird die wie oben beschriebene erfindungsgemäße Anordnung und/oder das Verfahren zum Nachweis und/oder zum Entfernen von oxidierbaren Stoffen, insbesondere von Kohlenmonoxid im Brennstoff für eine Brennstoffzelle, insbesondere für eine Brennstoffzelle zum Betreiben eines Elektromotors für ein Fahrzeug verwendet. Advantageously, the one described above arrangement according to the invention and / or Methods for the detection and / or removal of oxidizable substances, in particular of carbon monoxide in the fuel for a fuel cell, in particular for a fuel cell for operating an electric motor for a vehicle used.  

Zwar bietet die Automobilindustrie z. Zt. die größten Einsatzmöglichkeiten für Brennstoffzellen, dennoch sind auch andere Einsatzmöglichkeiten denkbar. Zu nennen sind hier beispielsweise Brennstoffzellen für mobile Geräte wie Computer oder mobile Telefone bis hin zu Kraftwerksanlagen. Auch eignet sich die Brennstoffzellentechnik für die dezentrale Energieversorgung von Häusern, Industrieanlagen oder dergleichen.Although the automotive industry offers z. Currently the greatest possible uses for Fuel cells, but other possible uses are also conceivable. To call are, for example, fuel cells for mobile devices such as computers or mobile Phones to power plants. Fuel cell technology is also suitable for the decentralized energy supply of houses, industrial plants or the like.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf besondere Brennstoffzellentypen beschränkt, so daß die Erfindung in Verbindung mit allen Brennstoffzellentypen verwendet werden kann. Derartige Brennstoffzellen sind beispielsweise alkalische Brennstoffzellen (AFC), protonenleitende Brennstoffzellen (PEMFC), phosphorsaure Brennstoffzellen (PAFC), Schmelzkarbonat-Brennstoffzellen (MCFC), Festoxid-Brennstoffzellen (SOFC) oder dergleichen.The present invention is not limited to particular types of fuel cells that the invention can be used in connection with all types of fuel cells can. Such fuel cells are, for example, alkaline fuel cells (AFC), proton-conducting fuel cells (PEMFC), phosphoric acid fuel cells (PAFC), Molten carbonate fuel cells (MCFC), solid oxide fuel cells (SOFC) or like.

In bevorzugter Weise kann die vorliegende Erfindung jedoch in Verbindung mit Brennstoffzellen mit Polymermembranen (PEM) verwendet werden. Diese Brennstoffzellen haben einen hohen elektrischen Wirkungsgrad, verursachen nur minimale Emissionen, weisen ein optimales Teillastverhalten auf und sind im wesentlichen frei von mechanischem Verschleiß. PEM-Brennstoffzellen werden bevorzugt mit Erdgas oder Methanol betrieben. Bei der Reformierung dieser Brennstoffe in ein wasserstoffreiches Gas als Brennstoff für die Brennstoffzelle fällt neben Kohlendioxid auch das schädliche Kohlenmonoxid an, das durch die Erfindung auf einfache und kostengünstige Weise im Brennstoff nachgewiesen oder aber auch aus diesem entfernt werden kann.However, the present invention may preferably be used in conjunction with Fuel cells with polymer membranes (PEM) can be used. This Fuel cells have a high electrical efficiency, they only cause minimal emissions, have an optimal partial load behavior and are in essentially free of mechanical wear. PEM fuel cells preferably operated with natural gas or methanol. When reforming this Fuels in a hydrogen-rich gas as fuel for the fuel cell falls In addition to carbon dioxide, the harmful carbon monoxide, which is caused by the invention demonstrated in the fuel in a simple and inexpensive manner or else can be removed from this.

Als Brennstoff für die Brennstoffzellen kann beispielsweise, jedoch nicht ausschließlich, Wasserstoff, Methanol, Benzin, Erdgas, Kohlegas, Biogas oder dergleichen verwendet werden. Durch die vorliegende Erfindung kann aber jeder störende oxidierbare Stoff im Brennstoff durch jeweils geeignete Oxidationsmittel nachgewiesen oder aus diesem entfernt werden.As fuel for the fuel cells, for example, but not exclusively, Hydrogen, methanol, gasoline, natural gas, coal gas, biogas or the like are used become. By the present invention, however, any disruptive oxidizable substance in the Detected fuel from or from suitable oxidizing agents be removed.

Die Erfindung wird nun auf exemplarische Weise an Hand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:The invention will now be described by way of example using exemplary embodiments explained in more detail with reference to the accompanying drawing. Show it:

Fig. 1 eine erste Ausführungsform der Anordnung zum Erzeugen von elektrischer Energie; und Figure 1 shows a first embodiment of the arrangement for generating electrical energy. and

Fig. 2 eine weitere Ausführungsform der Anordnung zum Erzeugen von elektrischer Energie. Fig. 2 shows another embodiment of the arrangement for generating electrical energy.

In Fig. 1 ist eine Anordnung 10 zum Erzeugen elektrischer Energie dargestellt. Die Anordnung 10 kann beispielsweise dazu dienen, elektrische Energie für den Elektromotor eines Fahrzeugs bereitzustellen. Dazu weist die Anordnung 10 eine Brennstoffzelle 12 auf, die beispielsweise als PEM-Brennstoffzelle ausgebildet ist. Die Brennstoffzelle 12 wird mit Wasserstoff als Brennstoff betrieben, der wiederum aus Erdgas oder Methanol reformiert wird. Dazu weist die Anordnung 10 zunächst eine Brennstoffquelle 11 auf, in der das Methanol oder das Erdgas gespeichert ist. Um aus dem Methanol oder Erdgas Wasserstoffgas reformieren zu können, ist weiterhin eine Vorrichtung 14 zur Aufbereitung des Brennstoffs vorgesehen, die über eine Zuleitung 13 mit der Brennstoffquelle 11 verbunden ist. In der Vorrichtung 14 zum Aufbereiten des Brennstoffs wird das Methanol oder das Erdgas zu Wasserstoffgas reformiert. Das reformierte Wasserstoffgas wird über die Zuleitung 13 aus der Vorrichtung 14 zur Aufbereitung des Brennstoffs in die Brennstoffzelle 12 geleitet. Dabei enthält das reformierte Wasserstoffgas neben Kohlendioxid auch Kohlenmonoxid, das jedoch für die Brennstoffzelle 12 schädlich ist, da es ab einem gewissen Gehalt die Leistungsabgabe der Brennstoffzelle 12 reduziert. Deshalb muß die Brennstoffzelle 12 in regelmäßigen Abständen beispielsweise mit Sauerstoff gespült werden, um das Kohlenmonoxid zu entfernen. Wird diese Maßnahme nicht durchgeführt, treten ab einem gewissen Konzentrationspunkt an Kohlenmonoxid irreversible Reaktionen auf, so daß die Brennstoffzelle 12 unbrauchbar wird und ausgetauscht werden muß.In Fig. 1, an arrangement 10 is illustrated for generating electrical energy. The arrangement 10 can serve, for example, to provide electrical energy for the electric motor of a vehicle. For this purpose, the arrangement 10 has a fuel cell 12 , which is designed, for example, as a PEM fuel cell. The fuel cell 12 is operated with hydrogen as fuel, which in turn is reformed from natural gas or methanol. For this purpose, the arrangement 10 initially has a fuel source 11 in which the methanol or the natural gas is stored. In order to be able to reform hydrogen gas from the methanol or natural gas, a device 14 for processing the fuel is also provided, which is connected to the fuel source 11 via a feed line 13 . In the device 14 for processing the fuel, the methanol or the natural gas is reformed into hydrogen gas. The reformed hydrogen gas is fed via the feed line 13 from the device 14 for processing the fuel into the fuel cell 12 . In addition to carbon dioxide, the reformed hydrogen gas also contains carbon monoxide, which, however, is harmful to the fuel cell 12 since it reduces the power output of the fuel cell 12 from a certain content. Therefore, the fuel cell 12 must be flushed with oxygen at regular intervals, for example, in order to remove the carbon monoxide. If this measure is not carried out, irreversible reactions occur at a certain concentration point of carbon monoxide, so that the fuel cell 12 becomes unusable and must be replaced.

Um das schädliche Kohlenmonoxid im Brennstoff nachweisen zu können, weist die Anordnung 10 eine Vorrichtung 15 zum Nachweisen und/oder Entfernen von störenden oxidierbaren Stoffen - in diesem Fall Kohlenmonoxid - in/aus dem Brennstoff auf. Die Vorrichtung 15 ist in Strömungsrichtung SB des Brennstoffs, die durch einen entsprechenden Pfeil dargestellt ist, vor der Brennstoffzelle 12 angeordnet. Vorteilhaft befindet sich die Vorrichtung 15 in der näheren Umgebung der Brennstoffzelle 12, sie kann aber auch direkt mit dieser verbunden sein. Die Vorrichtung 15 besteht aus einem Behälter 20, der aus einem transparenten Material, vorzugsweise einem Kunststoffmaterial, hergestellt ist. In dem Behälter 20 befindet sich ein für das Kohlenmonoxid geeignetes Oxidationsmittel 16, in diesem Fall Cr2O7 2-. Der Behälter 20 der Vorrichtung 15 ist über eine Zuleitung 18 mit der Zuleitung 13 verbunden.In order to be able to detect the harmful carbon monoxide in the fuel, the arrangement 10 has a device 15 for detecting and / or removing interfering oxidizable substances - in this case carbon monoxide - in / from the fuel. The device 15 is arranged in the flow direction S B of the fuel, which is represented by a corresponding arrow, in front of the fuel cell 12 . The device 15 is advantageously located in the vicinity of the fuel cell 12 , but it can also be connected directly to it. The device 15 consists of a container 20 , which is made of a transparent material, preferably a plastic material. In the container 20 there is an oxidizing agent 16 suitable for the carbon monoxide, in this case Cr 2 O 7 2- . The container 20 of the device 15 is connected to the supply line 13 via a supply line 18 .

Nachfolgend wird nun die Funktionsweise der Anordnung 10 beschrieben:
Der aus der Vorrichtung 14 zur Aufbereitung des Brennstoffs austretende gasförmige Wasserstoffbrennstoff strömt in der durch den Pfeil dargestellten Strömungsrichtung SB in Richtung der Brennstoffzelle 12. Kurz vor Erreichen der Brennstoffzelle 12 wird ein Teil des Brennstoffstroms abgeleitet. Dieser Teilstrom wird über die Zuleitung 18 in die Vorrichtung 15 hineingeleitet. Bei Anwesenheit von Kohlenmonoxid im Brennstoff reagiert das Kohlenmonoxid mit dem Oxidationsmittel 16, das sich im Behälter 20 der Vorrichtung 15 befindet. Durch die Reaktion verfärbt sich das Oxidationsmittel grün. Diese grüne Verfärbung kann wegen des transparenten Behältermaterials visuell erfaßt werden. Über die Betriebszeit der Anordnung 10 wird sich das Oxidationsmittel 16 bei Anwesenheit von Kohlenmonoxid im Brennstoff immer mehr verfärben. Die fortschreitende Verfärbung kann beispielsweise über eine geeignete Skalierung 17 am Behälter 20 nachgewiesen werden. Wenn ein bestimmter Grenzwert erreicht ist, d. h. wenn sich ein bestimmter Grad an Verfärbung des Oxidationsmittels eingestellt hat, bedeutet dies, daß auch ein Grenzwert an Kohlenmonoxid-Belastung in der Brennstoffzelle 12 eingetreten ist. Die Vorrichtung 15 fungiert somit als Grenzwertdetektor und damit als Wartungsanzeige. Das Erreichen des Grenzwertes signalisiert, daß die Brennstoffzelle 12 beispielsweise mit Sauerstoff gespült werden muß, um die Kohlenmonoxid-Belastung abzubauen und um irreversible Reaktionen in der Brennstoffzelle 12 zu vermeiden. Das Erreichen des visuell nachweisbaren Grenzwertes kann aber auch bedeuten, daß die Vorrichtung 14 zur Aufbereitung des Brennstoffs gewartet werden muß, beispielsweise indem Katalysatoren ausgetauscht oder Regler neu eingestellt werden.
The functioning of the arrangement 10 is now described below:
The gaseous hydrogen fuel emerging from the device 14 for processing the fuel flows in the flow direction S B shown by the arrow in the direction of the fuel cell 12 . Shortly before reaching the fuel cell 12 , part of the fuel flow is derived. This partial flow is fed into the device 15 via the feed line 18 . In the presence of carbon monoxide in the fuel, the carbon monoxide reacts with the oxidizing agent 16 , which is located in the container 20 of the device 15 . The reaction turns the oxidizing agent green. This green discoloration can be detected visually due to the transparent container material. In the presence of carbon monoxide in the fuel, the oxidizing agent 16 will change color more and more over the operating time of the arrangement 10 . The progressive discoloration can be detected, for example, by means of a suitable scale 17 on the container 20 . If a certain limit value has been reached, that is to say if a certain degree of discoloration of the oxidizing agent has occurred, this means that a limit value for carbon monoxide pollution has also occurred in the fuel cell 12 . The device 15 thus functions as a limit detector and thus as a maintenance indicator. Reaching the limit value signals that the fuel cell 12 must be flushed with oxygen, for example, in order to reduce the carbon monoxide load and to avoid irreversible reactions in the fuel cell 12 . Reaching the visually verifiable limit value can also mean that the device 14 for the preparation of the fuel has to be serviced, for example by exchanging catalysts or readjusting regulators.

Da die durch die Reaktion des Oxidationsmittels 16 mit dem Kohlenmonoxid eintretende Verfärbung des Oxidationsmittels 16 nicht reversibel ist, handelt es sich bei der in der Vorrichtung 15 dargestellten Verfärbung um eine summierte Gesamtanzeige der Belastung mit Kohlenmonoxid, nicht jedoch um eine Anzeige zur momentanen Belastung der Brennstoffzelle 12 mit Kohlenmonoxid. Aus diesem Grund muß die Vorrichtung 15 nach Erreichen des Grenzwertes durch eine entsprechende neue Vorrichtung ausgetauscht werden. Da die Vorrichtung 15 jedoch aus konstruktiv einfachen und kostengünstigen Bauteilen und Elementen zusammengesetzt ist, ist dieser Austausch ohne größere Kosten und Mühen möglich.Since the discoloration of the oxidizing agent 16 caused by the reaction of the oxidizing agent 16 with the carbon monoxide is not reversible, the discoloration shown in the device 15 is a summed total display of the exposure to carbon monoxide, but not an indication of the current loading of the fuel cell 12 with carbon monoxide. For this reason, the device 15 must be replaced by a corresponding new device after the limit value has been reached. However, since the device 15 is composed of structurally simple and inexpensive components and elements, this exchange is possible without great expense and effort.

In Fig. 2 ist eine weitere Ausführungsform der Anordnung 10 zum Erzeugen elektrischer Energie dargestellt, wobei gleiche Bauelemente mit den gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 versehen sind. Die in Fig. 2 dargestellte Anordnung 10 zum Erzeugen elektrischer Energie weist wiederum eine Brennstoffquelle 11, eine Vorrichtung 14 zur Aufbereitung des Brennstoffs und eine Brennstoffzelle 12 auf, die über eine Zuleitung 13 miteinander verbunden sind. Die einzelnen Funktionen der jeweiligen Bauelemente entsprechen denen des in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiels. Im Unterschied zu Fig. 1 dient die Vorrichtung 15 zum Nachweisen und/oder Entfernen von störenden oxidierbaren Stoffen, und hier von Kohlenmonoxid, in/aus dem Brennstoff hauptsächlich zum Entfernen des Kohlenmonoxid aus dem Brennstoff. Dazu ist die Vorrichtung 15 in Strömungsrichtung SB des Brennstoffs gesehen vor der Brennstoffzelle 12 in einer Weise angeordnet, daß der gesamte Brennstoffstrom vor Eintritt in die Brennstoffzelle 12 durch die Vorrichtung 15 hindurchströmt. Das Oxidationsmittel 16 ist in diesem Fall als Salzbett im Behälter 20 ausgebildet. Die Veränderung des Oxidationsmittels 16 durch die Reaktion mit dem Kohlenmonoxid wird diesmal nicht durch die Verfärbung des Oxidationsmittels 16, sondern durch die Veränderung von dessen pH-Wert gemessen. Dazu ist die Vorrichtung 15 mit einer geeigneten und im Stand der Technik grundsätzlich bekannten Einrichtung 19 zum Messen des pH-Wertes verbunden. FIG. 2 shows a further embodiment of the arrangement 10 for generating electrical energy, the same components being provided with the same reference symbols as in FIG. 1. The arrangement 10 shown in FIG. 2 for generating electrical energy in turn has a fuel source 11 , a device 14 for processing the fuel and a fuel cell 12 , which are connected to one another via a feed line 13 . The individual functions of the respective components correspond to those of the exemplary embodiment shown in FIG. 1. In contrast to FIG. 1, the device 15 serves for the detection and / or removal of interfering oxidizable substances, and here of carbon monoxide, in / from the fuel mainly for removing the carbon monoxide from the fuel. For this purpose, the device 15 , viewed in the flow direction S B of the fuel, is arranged in front of the fuel cell 12 in such a way that the entire fuel stream flows through the device 15 before it enters the fuel cell 12 . In this case, the oxidizing agent 16 is designed as a salt bed in the container 20 . The change in the oxidizing agent 16 by the reaction with the carbon monoxide is not measured this time by the discoloration of the oxidizing agent 16 , but by the change in its pH value. For this purpose, the device 15 is connected to a suitable device 19 for measuring the pH value which is known in principle in the prior art.

Der aus der Vorrichtung 14 zur Aufbereitung des Brennstoffs austretende Brennstoff strömt durch das Oxidationsmittel 16 hindurch. Bei Anwesenheit von Kohlenmonoxid ändert sich der pH-Wert des Oxidationsmittels. Diese Änderung wird von der Einrichtung 19 gemessen und je nach Bedarf und Anwendungsfall weiter verarbeitet und auf geeignete Weise angezeigt. Die Änderung des pH-Werts ist ein guter Indikator, wie wirksam das Oxidationsmittel 16 in der Vorrichtung noch ist. Weiterhin kann durch die Änderung des pH-Werts angezeigt werden, wann das Oxidationsmittel in der Vorrichtung 15 verbraucht ist. Durch die Messung des pH-Werts kann auf schnelle Weise angezeigt werden, ob Kohlenmonoxid in die Vorrichtung 15 gelangt. Nach Erreichen eines vorgegebenen Grenzwertes muß das Oxidationsmittel 16 entweder regeneriert oder durch frisches Oxidationsmittel ausgetauscht werden. Der Austausch des Oxidationsmittels 16 erfolgt dabei auf einfache Weise, indem die gesamte Vorrichtung 15 ausgetauscht wird. Ebenso kann das Erreichen eines pH- Grenzwerts signalisieren, daß, wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1, die der Vorrichtung 15 vorgeschalteten Komponenten - wie die Brennstoffquelle 11 und die Vorrichtung 14 zur Aufbereitung des Brennstoffs - gewartet werden müssen. The fuel emerging from the device 14 for processing the fuel flows through the oxidizing agent 16 . In the presence of carbon monoxide, the pH of the oxidizing agent changes. This change is measured by the device 19 and further processed according to need and application and displayed in a suitable manner. The change in pH is a good indicator of how effective oxidant 16 is in the device. Furthermore, the change in the pH value can indicate when the oxidizing agent in the device 15 has been used up. By measuring the pH value, it can be quickly indicated whether carbon monoxide is getting into the device 15 . After a predetermined limit value has been reached, the oxidizing agent 16 must either be regenerated or replaced by fresh oxidizing agent. The exchange of the oxidizing agent 16 is carried out in a simple manner in that the entire device 15 is exchanged. Reaching a pH limit value can also signal that, as in the exemplary embodiment according to FIG. 1, the components upstream of the device 15 - such as the fuel source 11 and the device 14 for processing the fuel - have to be serviced.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010

Anordnung zum Erzeugen elektrischer Energie
Arrangement for generating electrical energy

1111

Brennstoffquelle
fuel source

1212

Brennstoffzelle
fuel cell

1313

Zuleitung
supply

1414

Vorrichtung zur Aufbereitung des Brennstoffs
Device for processing the fuel

1515

Vorrichtung zum Nachweisen/Entfernen von störenden oxidierbaren Stoffen
Device for the detection / removal of interfering oxidizable substances

1616

Oxidationsmittel
oxidant

1717

Skalierung
scaling

1818

Zuleitung
supply

1919

Einrichtung zum Messen des pH-Werts
Device for measuring the pH

2020

Behälter
SB
container
S B

Strömungsrichtung des Brennstoffs
Flow direction of the fuel

Claims (9)

1. Anordnung zum Erzeugen von elektrischer Energie, mit einer Brennstoffzelle, einer Brennstoffquelle für den für die Brennstoffzelle erforderlichen Brennstoff, wenigstens einer Zuleitung von der Brennstoffquelle zur Brennstoffzelle, einer Vorrichtung zum Nachweisen und/oder Entfernen von im Brennstoff enthaltenen störenden oxidierbaren Stoffen, wobei ein Oxidationsmittel eingesetzt wird, das bei Anwesenheit von störenden oxidierbaren Stoffen im Brennstoff mit diesen reagiert, und mit einer Meßeinrichtung dadurch gekennzeichnet,
daß die Vorrichtung (15) zum Nachweisen und/oder Entfernen der störenden oxidierbaren Stoffe ein Oxidationsmittel (16) für die störenden oxidierbaren Stoffe aufweist, das vom Brennstoff durchströmt wird,
daß das Oxidationsmittel (16) bei Reaktion mit den störenden oxidierbaren Stoffen seine Farbe und/oder seinen pH-Wert und/oder seine thermische und/oder seine elektrische Leitfähigkeit ändert und
daß die Meßeinrichtung (Skalierung 17, Einrichtung 19) zur Bestimmung des Gesamtgehalts der während der Betriebszeit der Brennstoffzelle im Brennstoff enthaltenen störenden oxidierbaren Stoffe aufgrund der Änderung der Farbe und/oder des pH-Werts und/oder der thermischen und/oder der elektrischen Leitfähigkeit des Oxidationsmittels ausgebildet ist.
1. Arrangement for generating electrical energy, with a fuel cell, a fuel source for the fuel required for the fuel cell, at least one supply line from the fuel source to the fuel cell, a device for detecting and / or removing interfering oxidizable substances contained in the fuel, wherein a oxidant is employed, which reacts in the presence of interfering substances in the oxidizable fuel thereto, and characterized by a measuring device by
that the device ( 15 ) for detecting and / or removing the interfering oxidizable substances has an oxidizing agent ( 16 ) for the interfering oxidizable substances through which the fuel flows,
that the oxidizing agent ( 16 ) changes its color and / or its pH and / or its thermal and / or its electrical conductivity when reacting with the interfering oxidizable substances and
that the measuring device (scale 17 , device 19 ) for determining the total content of the interfering oxidizable substances contained in the fuel during the operating time of the fuel cell due to the change in color and / or pH and / or the thermal and / or electrical conductivity of the Oxidizing agent is formed.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Oxidationsmittel (16) Cr2O7 2- oder MnO4 ist.2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the oxidizing agent ( 16 ) is Cr 2 O 7 2- or MnO 4 . 3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Oxidationsmittel (16) in einem Behälter (20), vorzugsweise aus einem transparenten Material, angeordnet ist.3. Arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the oxidizing agent ( 16 ) in a container ( 20 ), preferably made of a transparent material, is arranged. 4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Meßeinrichtung eine Einrichtung (19) zum Messen des pH-Werts des Oxidationsmittels (16) vorgesehen ist. 4. Arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that a device ( 19 ) for measuring the pH of the oxidizing agent ( 16 ) is provided as the measuring device. 5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (15) zum Nachweisen und/oder Entfernen der störenden oxidierbaren Stoffe in Strömungsrichtung des Brennstoffs vor der Brennstoffzelle (12) mit der Zuleitung (13) verbunden ist oder daß die Vorrichtung (15) unmittelbar mit der Brennstoffzelle (12) verbunden ist.5. Arrangement according to one of claims 1 to 4, characterized in that the device ( 15 ) for detecting and / or removing the interfering oxidizable substances in the flow direction of the fuel in front of the fuel cell ( 12 ) is connected to the feed line ( 13 ) or that the device ( 15 ) is connected directly to the fuel cell ( 12 ). 6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (15) zum Nachweisen und/oder Entfernen der störenden oxidierbaren Stoffe derart mit der Zuleitung (13) oder der Brennstoffzelle (12) verbunden ist, daß wenigstens ein Teilstrom des Brennstoffs durch die Vorrichtung (15) hindurch oder in diese hineingeleitet wird oder werden kann.6. Arrangement according to one of claims 1 to 5, characterized in that the device ( 15 ) for detecting and / or removing the interfering oxidizable substances is connected to the feed line ( 13 ) or the fuel cell ( 12 ) such that at least one partial flow of the fuel is or can be passed through the device ( 15 ) or into it. 7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (15) zum Nachweisen und/oder Entfernen der störenden oxidierbaren Stoffe derart mit der Zuleitung (13) verbunden ist, daß der gesamte Brennstoffstrom durch diese hindurchgeleitet wird oder werden kann.7. Arrangement according to claim 6, characterized in that the device ( 15 ) for detecting and / or removing the interfering oxidizable substances is connected to the feed line ( 13 ) such that the entire fuel flow is or can be passed through it. 8. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung (14) zur Aufbereitung des Brennstoffs vorgesehen ist und daß die Vorrichtung (14) in Strömungsrichtung des Brennstoffs vor der Vorrichtung (15) zum Nachweisen und/oder Entfernen der störenden oxidierbaren Stoffe vor der Brennstoffzelle (12) vorgesehen und mit der Zuleitung (13) verbunden ist.8. Arrangement according to one of claims 1 to 7, characterized in that a device ( 14 ) is provided for processing the fuel and that the device ( 14 ) in the flow direction of the fuel before the device ( 15 ) for detecting and / or removing the interfering oxidizable substances provided in front of the fuel cell ( 12 ) and connected to the feed line ( 13 ). 9. Verwendung einer Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 zum Betreiben eines Fahrzeugs wobei der im Brennstoff enthaltene störende oxidierbare Stoff Kohlen­ monoxid ist.9. Use of an arrangement according to one of claims 1 to 8 to operate a vehicle being the one in the fuel contained annoying oxidizable substance coals is monoxide.
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