DE212004000047U1 - Brennstoffzellensystem - Google Patents

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Abstract

Brennstoffzellensystem, mit wenigstens einer Brennstoffzelle (11, 12) und mit einem Kraftstoff-Versorgungssystem (50) für die Brennstoffzelle(n) (11, 12), dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Brennstoffzelle (11, 12) und das Kraftstoff-Versorgungssystem (50) als voneinander unabhängige Teilsysteme des Brennstoffzellensystems (10) ausgebildet sind und dass die wenigstens eine Brennstoffzelle (11, 12) und das Kraftstoff-Versorgungssystem (50) trennbar miteinander verbunden sind.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Brennstoffzellensystem, aufweisend wenigstens eine Brennstoffzelle sowie ein Kraftstoff-Versorgungssystem für die Brennstoffzelle(n).
  • Brennstoffzellensysteme sind bereits seit langem bekannt und haben in den letzten Jahren erheblich an Bedeutung gewonnen. Ähnlich wie Batteriesysteme erzeugen Brennstoffzellen elektrische Energie auf chemischem Wege, wobei die einzelnen Reaktanten kontinuierlich zugeführt und die Reaktionsprodukte kontinuierlich abgeführt werden.
  • Bei einer Brennstoffzelle werden die zwischen elektrisch neutralen Molekülen oder Atomen ablaufenden Oxidations- und Reduktionsprozesse in der Regel über einen Elektrolyten räumlich getrennt. Eine Brennstoffzelle besteht grundsätzlich aus einem Anodenteil, an den ein Kraftstoff zugeführt wird. Weiterhin weist die Brennstoffzelle einen Kathodenteil auf, an dem ein Oxidationsmittel zugeführt wird. Räumlich getrennt sind der Anoden- und Kathodenteil durch den Elektrolyten. Bei einem derartigen Elektrolyten kann es sich beispielsweise um eine Membran handeln. Solche Membranen haben die Fähigkeit, Ionen durchzuleiten, Gase jedoch zurückzuhalten. Die bei der Oxidation abgegebenen Elektronen lassen sich als elektrischer Strom durch einen Verbraucher leiten.
  • Als gasförmige Reaktionspartner für die Brennstoffzelle können beispielsweise Wasserstoff als Kraftstoff und Sauerstoff als Oxidationsmittel verwendet werden.
  • Will man die Brennstoffzelle mit einem leicht verfügbaren oder leichter zu speichernden Kraftstoff wie etwa Erdgas, Propan, Methanol, Benzin, Diesel oder anderen Kohlenwasserstoffen betreiben, muss man den Kohlenwasserstoff in einer Vorrichtung zum Erzeugen/Aufbereiten eines Kraftstoffs in einem sogenannten Reformierungsprozess zunächst in ein wasserstoffreiches Gas umwandeln. Diese Vorrichtung zum Erzeugen/Aufbereiten eines Kraftstoffs besteht beispielsweise aus einer Dosiereinheit mit Verdampfer, einem Reaktor für die Reformierung, beispielsweise für die Wasserdampfreformierung, einer Gasreinigung sowie häufig auch wenigstens einem katalytischen Brenner zur Bereitstellung der Prozesswärme für die endothermen Prozesse, beispielsweise den Reformierungsprozess.
  • Ein Brennstoffzellensystem besteht in der Regel aus mehreren Brennstoffzellen, die beispielsweise wiederum aus einzelnen Schichten gebildet sein können. Die Brennstoffzellen sind vorzugsweise hintereinander angeordnet, beispielsweise sandwichartig übereinander gestapelt. Ein derart ausgebildetes Brennstoffzellensystem wird dann als Brennstoffzellenstapel beziehungsweise Brennstoffzellenstack bezeichnet.
  • Brennstoffzellen können als mobile, aber auch als stationäre Systeme ausgestaltet sein und auf den unterschiedlichsten Gebieten zum Einsatz kommen. Zu denken ist hier beispielsweise an das Gebiet der Heizungstechnik oder das Gebiet der unterbrechungsfreien Stromversorgung (Notstromversorgung). Andere Einsatzmöglichkeiten finden sich im Bereich der Fahrzeugtechnik und dergleichen. Natürlich sind auch noch weitere Anwendungsgebiete denkbar, so dass die Erfindung selbstverständlich nicht auf die genannten Beispiele beschränkt ist.
  • Für den Betrieb eines Brennstoffzellensystems es wichtig, dass aus dem Brennstoffzellensystem keine toxischen oder brennbaren Gase unkontrolliert austreten können. Um dies zu gewährleisten, sind im Stand der Technik bereits verschiedene Lösungen bekannt geworden.
  • In der DE 101 24 853 A1 etwa ist eine Brennstoffzelle beschrieben, die zur Vermeidung eines unerwarteten Austritts von Gasen innerhalb eines gasdichten Gehäuses angeordnet ist. Das Gehäuse weist für die Zuführung und Abführung von Medien geeignete Leitungsansätze auf, die in besonderer Weise abgedichtet werden müssen.
  • Die DE 100 65 269 C1 offenbart eine Brennstoffzellenanordnung, mit wenigstens einer Brennstoffzelle, diversen Peripheriegeräten sowie einem Kraftstoff-Versorgungssystem in Form einer Wasserstoffquelle. Die Wasserstoffquelle sowie deren dazugehörige Peripheriegeräte sind innerhalb eines geschlossenen Gehäuses angeordnet.
  • In der DE 101 50 385 A1 schließlich ist ein Brennstoffzellensystem offenbart, bei dem dessen Komponenten in einem Gehäuse angeordnet sind. Um nicht zu vermeidende Leckagen von Wasserstoff in das Gehäuse hinein kompensieren zu können, ist nach dieser bekannten Lösung vorgesehen, dass innerhalb des Gehäuses so genannte Rekombinatoren zum Rekombinieren des austretenden Wasserstoffs vorgesehen sind. Damit soll es gemäß dieser bekannten Lösung möglich werden, eine aktive Belüftung des Gehäuses auf ein Minimum zu reduzieren.
  • Derartige bekannte Systeme sind aber bezüglich der Abdichtungsproblematik konstruktiv aufwendig. Es existiert jeweils eine ganze Reihe von Einzelkomponenten des Brennstoffzellensystems, bei denen unkontrolliert beziehungsweise unerwünscht Gase austreten können. Zur Vermeidung unerwünschter Gasaustritte sind daher entweder besondere Abdichtungsmaßnahmen erforderlich, oder aber es sind zusätzliche Elemente wie Rekombinatoren oder dergleichen erforderlich.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein konstruktiv einfach aufgebautes Brennstoffzellensystem bereitzustellen, bei dem dennoch keine Gefahr besteht, dass unerwünscht toxische oder brennbare Gase austreten können.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch das Brennstoffzellensystem mit den Merkmalen gemäß dem unabhängigen Schutzanspruch 1. Weitere Vorteile, Details, Merkmale, Aspekte und Effekte der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung sowie den Zeichnungen.
  • Erfindungsgemäß wird ein Brennstoffzellensystem bereitgestellt, mit wenigstens einer Brennstoffzelle und mit einem Kraftstoff Versorgungssystem für die Brennstoffzelle. Das Brennstoffzellensystem ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Brennstoffzelle und das Kraftstoff-Versorgungssystem als voneinander unabhängige Teilsysteme des Brennstoffzellensystems ausgebildet sind und dass die wenigstens eine Brennstoffzelle und das Kraftstoff-Versorgungssystem trennbar miteinander verbunden sind.
  • Ein grundlegender Aspekt der Erfindung besteht darin, das Kraftstoff-Versorgungssystem von der wenigstens einen Brennstoffzelle zu trennen, so dass, insbesondere zwei, voneinander unabhängige Teilsysteme entstehen. Jedes Teilsystem kann an sich zunächst hergestellt und entsprechend abgedichtet werden. Beim Zusammensetzten der Teilsysteme muss dann nur noch an dem jeweiligen Verbindungspunkt abgedichtet werden.
  • Erfindungsgemäß weist das Brennstoffzellensystem zunächst wenigstens eine Brennstoffzelle auf. Dabei ist die Erfindung nicht auf eine bestimmte Anzahl von Brennstoffzellen beschränkt. Beispielsweise können aber mehrere Brennstoffzellen vorgesehen sein, die dann in einem oder mehreren Brennstoffzellenstacks zusammengefasst sind. Auch ist die Erfindung nicht auf bestimmte Brennstoffzellentypen beschränkt. Beispielsweise kann es sich dabei um so genannte PEM-Brennstoffzellen handeln. Dies sind Brennstoffzellen, die eine Protonen leitende Membran aufweisen.
  • Das Kraftstoff-Versorgungssystem weist wenigstens einen Tank zur Aufnahme des Kraftstoffs auf. Dabei ist die Erfindung nicht auf die Verwendung bestimmter Kraftstoffe beschränkt. Vorteilhaft kann als Kraftstoff Wasserstoff oder ein wasserstoffreiches Gas verwendet werden. Im letztgenannten Fall kann es sich bei dem Ausgangsmaterial des Kraftstoffs beispielsweise um Erdgas, Methanol, Propan, Benzin, Diesel oder einen anderen Kohlenwasserstoff handeln. Allerdings muss man den Kohlenwasserstoff dann in einer Vorrichtung zum Erzeugen/Aufbereiten des Kraftstoffs in einem so genannten Reformierungsprozess zunächst in ein wasserstoffreiches Gas umwandeln.
  • Das erfindungsgemäße Brennstoffzellensystem kann vorteilhaft insbesondere für solche Brennstoffzellenanwendungen eingesetzt werden, bei denen eine Niedrigdruck-Versorgung mit Gasen notwendig ist.
  • Erfindungsgemäß sind die wenigstens eine Brennstoffzelle sowie das Kraftstoff-Versorgungssystem als voneinander unabhängige Teilsysteme ausgebildet. Wenn eine Komponente eines Teilsystems ausgetauscht werden soll, wird vorteilhaft jeweils das gesamte Teilsystem ausgetauscht. Somit kann verhindert werden, dass es beim Austausch von Komponenten zu unbeabsichtigten Undichtigkeiten kommt, über die toxische oder brennbare Gase entweichen können. Außerdem wird der konstruktive Aufwand erheblich verringert, da immer nur ganze Teilsysteme als Module ausgetauscht werden müssen. Eine entsprechende Abdichtung muss dann nur zwischen den einzelnen Teilsystemen realisiert werden. Um dies zu bewerkstelligen, sind die wenigstens eine Brennstoffzelle und das Kraftstoff-Versorgungssystem – also die beiden Teilsysteme des Brennstoffzellensystems – trennbar miteinander verbunden. Wenn die beiden Teilsysteme in einem wie weiter unten noch näher beschriebenen Gehäuse angeordnet sind, ist im Prinzip überhaupt keine separate Abdichtung erforderlich, wenn das Gehäuse selbst in ausreichender Weise belüftet wird, so dass der Mengengehalt an unerwünschten Gasen – beispielsweise an Kraftstoff – innerhalb des Gehäuses, unterhalb eines Grenzwerts – beispielsweise unterhalb der Zündgrenze oder Explosionsgrenze des Kraftstoffs – bleibt. Durch einen Belüftungsstrom mit ausreichend hohem Volumenstrom kann dann das im Gehäuse befindliche Gas derart verdünnt werden, dass sein Gehalt im Gehäuse unschädlich ist.
  • Die Verbindung der beiden Teilsysteme erfolgt dabei über eine geeignete Leitungsverbindung. Hierbei kann es sich vorteilhaft um wenigstens eine Kraftstoffleitung handeln, deren Material gegen den sie durchströmenden Kraftstoff resistent ist. Die Leitungsverbindung zwischen Kraftstoff-Versorgungssystem und Brennstoffzelle(n) ist vorzugsweise flexibel ausgeführt.
  • Nachfolgend wird ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel eines Kraftstoff-Versorgungssystems beschrieben, ohne dass die Erfindung jedoch auf dieses konkrete Beispiel beschränkt wäre. Vorteilhaft kann demgemäß vorgesehen sein, dass das Kraftstoff-Versorgungssystem einen Druckbehälter zur Aufnahme des Kraftstoffs, eine mit dem Druckbehälter verbundene Einrichtung zur Druckminderung sowie eine Sensorvorrichtung zur Druckmessung aufweist. Die Einrichtung zur Druckminderung ist vorzugsweise untrennbar mit dem Druckbehälter verbunden. Die Einrichtung zur Druckminderung kann auf verschiedene Weise ausgestaltet sein, so dass die Erfindung nicht auf bestimmte Ausgestaltungsformen beschränkt ist. Beispielsweise kann die Einrichtung zur Druckminderung verschiedene Komponenten aufweisen, etwa wenigstens einen Druckminderer, wenigstens ein Überdruckventil, wenigstens ein Magnetventil und dergleichen. Zusätzlich können neben der Sensorvorrichtung zur Druckmessung auch noch weitere Drucksensorelemente vorgesehen sein.
  • Das Kraftstoff-Versorgungssystem kann somit beispielsweise durch ein Konzept für einen Druckbehälter mit integrierter Einrichtung zur Druckminderung und Sensorik realisiert werden. Die Einrichtung zur Druckminderung bewirkt, dass in die Brennstoffzelle(n) ausschließlich definierte Drücke eingeleitet werden. Über die Sensortechnik wird eine Kommunikations- beziehungsweise Reglungsmöglichkeit zwischen Brennstoffzelle(n) und Kraftstoff-Versorgungssystem ermöglicht. Der Druckbehälter ist vorteilhaft mit der Einrichtung zur Druckminderung unlösbar verbunden. Insbesondere dann, wenn mehrere Druckbehälter verwendet werden, kann eine einzige zentrale Einrichtung zur Druckminderung vorgesehen sein, die mit allen Druckbehältern verbunden ist. Wenn der wenigstens eine Druckbehälter in einem Gehäuse angeordnet ist, können die Einrichtung zur Druckminderung und eventuell auch die Sensorvorrichtung zur Druckmessung zentral in dem Gehäuse angeordnet sein. Die Einrichtung zur Druckminderung bewirkt, dass der am Ausgang noch vorhandene Druck einen Grenzwert nicht überschreiten kann. Beispielsweise kann der Druck auf 0,5 bar über Atmosphärendruck begrenzt werden. Bei Austausch kann beispielsweise immer die Einheit aus Druckbehälter, Einrichtung zur Druckminderung und Sensorvorrichtung gewechselt werden.
  • Über die Sensorvorrichtung zur Druckmessung kann beispielsweise die Füllmenge innerhalb des Druckbehälters gemessen werden. Dazu kann ein entsprechendes Sensorelement beispielsweise in dem Druckbehälter und/oder der Einrichtung zur Druckminderung vorgesehen sein.
  • Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf eine bestimmte Ausgestaltung der Sensorvorrichtung beschränkt. Nachfolgend werden diesbezüglich einige nicht ausschließliche Beispiele näher erläutert.
  • Zur Regelung kann beispielsweise vorgesehen sein, dass über eine Leitung, über Funk oder dergleichen ein Sensorsignal abgesendet wird – vorzugsweise zu einer weiter unten noch näher beschriebenen Steuereinrichtung – wenn der im Druckbehälter herrschende Druck einen bestimmten Wert über- und/oder unterschreitet.
  • Die Sensorvorrichtung zur Druckmessung kann vorteilhaft einen elektromechanischen Sensor aufweisen, wodurch ermöglicht wird, beispielsweise über ein elektrisches Signal, das gemessene druckabhängige Signal abzugreifen. Mit dieser Sensortechnik kann dann eine Kommunikations- beziehungsweise Regelungsmöglichkeit zwischen Brennstoffzelle(n) und Kraftstoff-Versorgungssystem geschaffen werden.
  • Eine Einrichtung zur Druckminderung, bei der es sich um eine Vorrichtung zur Druckminderung von Gasen handelt, ist folglich dadurch gekennzeichnet, dass diese mindestens eine Vorrichtung zur Messung des Gasdrucks (Sensorvorrichtung) auf deren Eingangsseite enthält, oder aber mit einer solchen zumindest zeitweilig zusammenwirkt. Diese Vorrichtung könnte aber auch im Druckbehälter selbst vorgesehen sein.
  • Vorteilhaft ist die Einrichtung zur Druckminderung von Gasen weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Vorrichtung zur Messung des Gasdrucks (Sensorvorrichtung) eine Vorrichtung zur elektrischen Ausgabe des gemessenen Signals besitzt.
  • Die Vorrichtung zur Messung des Gasdrucks, beziehungsweise die Sensorvorrichtung zur Druckmessung kann auf unterschiedlichste Weise ausgebildet sein. Beispielsweise kann diese einen piezoelektrischen Sensor enthalten. Auch ist denkbar, dass diese einen Membran-Sensor enthält.
  • Vorteilhaft können zumindest Teilbereiche des Kraftstoff-Versorgungssystems und/oder zumindest Teilbereiche der wenigstens einen Brennstoffzelle unter einer Gasabzugshaube und/oder innerhalb eines gasdichten Gehäuses angeordnet sein. Dabei sind unterschiedliche Realisierungsmöglichkeiten denkbar. So kann vorgesehen sein, dass jedes einzelne Teilsystem separat für sich oder zumindest einzelne Teilsysteme des Brennstoffzellensystems unter einer Gasabzugshaube und/oder innerhalb eines Gehäuses angeordnet ist. Es sind jedoch auch Fälle denkbar, in denen beide Teilsysteme beziehungsweise alle des Brennstoffzellensystems unter einer gemeinsamen Gasabzugshaube und/oder innerhalb eines gemeinsamen gasdichten Gehäuses angeordnet sind. Bei einem Gehäuse, in dem das Kraftstoff-Versorgungssystem angeordnet ist, kann es sich beispielsweise um einen Flaschenschrank zur Aufnahme von Druckflaschen handeln.
  • Vorteilhaft kann das Brennstoffzellensystem ein gasdichtes Gehäuse aufweisen, wobei die wenigstens eine Brennstoffzelle sowie das Kraftstoff-Versorgungssystem innerhalb des Gehäuses angeordnet sind. In diesem Fall kann das gesamte Brennstoffzellensystem mit einer gasdichten Umhüllung verschlossen sein.
  • Das gasdichte Gehäuse weist weiterhin vorteilhaft auch entsprechende Zuluft- und Abluftversorgungssysteme auf. Über das Versorgungssystem wird beispielsweise Luft in das Gehäuse transportiert, um vorzugsweise in das Gehäuse austretenden Kraftstoff bis unter einen bestimmten Grenzwert zu verdünnen und aus dem Gehäuse zu entfernen. Anstelle von Luft können auch andere Gase verwendet werden. Die Verwendung eines bestimmten Gases ergibt sich in erster Linie nach der Verwendung des Kraftstoffs, wobei jedoch die Verwendung von Luft, insbesondere von Außenluft, bevorzugt ist.
  • Vorteilhaft weist die Gasabzugshaube und/oder das gasdichte Gehäuse wenigstens eine Gasableitungsöffnung auf. Wenigstens eine Gasableitungsöffnung ist an der höchsten Stelle der Gasabzugshaube oder des gasdichten Gehäuses vorgesehen und weist wenigstens einen Gasaustrittspunkt auf. Wenn als Kraftstoff Gase verwendet werden, die leichter als Luft sind, steigen diese innerhalb der Gasabzugshaube oder innerhalb des Gehäuses nach oben, wo sie dann nach außen austreten können. Vorteilhaft können im Deckenbereich der Gasabzugshaube oder des Gehäuses Leitelemente vorgesehen sein, die das Gas zu der entsprechenden Gasableitungsöffnung hinleiten. Hierbei kann es sich beispielsweise um entsprechend abgeschrägte Teilbereiche der Decke handeln.
  • Wenn der Kraftstoff – etwa Wasserstoff – leichter als Luft ist und nach oben steigt/strömt, sammelt die Gasabzugshaube, die generell eine Form nach dem Prinzip eines Trichters aufweisen kann, den Kraftstoff ein und führt diesen anschließend über die wenigstens eine Gasableitungsöffnung ab. Wenn ein gasdichtes Gehäuse verwendet wird, kann man sich dasselbe Prinzip zunutze machen, indem durch Luftzirkulation, beispielsweise natürliche Konvektion, kein Kraftstoff im Arbeitsraum des Brennstoffzellensystems verbleibt, sondern über die wenigstens eine Gasableitungsöffnung abgeführt wird.
  • In weiterer Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Gasabzugshaube und/oder das gasdichte Gehäuse wenigstens eine Gaszuleitungsöffnung aufweist. Bei der Gasabzugshaube handelt es sich dabei um den breiten Eintrittsbereich der Haube. Beim Gehäuse kann die wenigstens eine Gaszuleitungsöffnung vorzugsweise in dem dem Gehäuseboden zugewandten Bereich angeordnet sein, so dass eine Gaszirkulation innerhalb des Gehäuses entstehen kann.
  • Vorteilhaft kann die Gasabzugshaube und/oder das gasdichte Gehäuse über wenigstens eine Abluftleitung mit einem Abluftsystem des Brennstoffzellensystems verbunden sein. Die Abluftleitung ist dabei vorteilhaft mit wenigstens einer Gasableitungsöffnung verbunden.
  • Im Fall einer fehlerhaften Handhabung oder eines technischen Fehlers kann der Kraftstoff, insbesondere der Wasserstoff, über die Gasabzugshaube oder im Gehäuse direkt aufgenommen und sicher an die Außenluft geführt werden. Eine Abluftleitung der Gasabzugshaube beziehungsweise des Gehäuses mündet vorteilhaft in ein Abluftsystem, welches aus dem Brennstoffzellensystem die Abluft an die Außenluft abführt.
  • Vorteilhaft kann die Abluftleitung als Venturileitung ausgebildet sein. Das bedeutet, dass in einer ersten Abluftleitung ein Volumenstrom mit der Geschwindigkeit v1 erzeugt wird. Eine weitere Abluftleitung, welche zumindest in ihrem Endbereich innerhalb der ersten Abluftleitung angeordnet ist und in dieser in Strömungsrichtung parallel dazu verläuft sowie einen Gasstrom mit der Geschwindigkeit v2 besitzt, wird durch den größeren Luftstrom mit der Geschwindigkeit v1 derart beeinflusst, dass ein Unterdruck entsteht, welcher aus der Anpassung der Geschwindigkeiten v1 und v2 aneinander resultiert.
  • In vorteilhafter Ausgestaltung kann das Abluftsystem ein Abluftrohr aufweisen und die Abluftleitung in das Abluftrohr einmünden.
  • Vorzugsweise kann/können in der Gasabzugshaube und/oder in dem gasdichten Gehäuse und/oder in der Abluftleitung und/oder in dem Abluftsystem wenigstens eine Sensorvorrichtung zur Messung des Kraftstoffgehalts vorgesehen sein. Dabei kann es sich beispielsweise um einen Wasserstoffsensor handeln, der die Wasserstoffkonzentration in der Abluft misst. Bei Erreichen der unteren und/oder oberen Zündgrenzen des Kraftstoffs oder aber entsprechender toxischer Grenzwerte wird das gesamte System kontrolliert abgeschaltet und möglicherweise ein Zuluftstrom eines geeigneten Mediums soweit erhöht, dass die Sicherheit jederzeit erreicht wird.
  • In dem gasdichten Gehäuse können zum Zwecke der Luftzirkulation in dem dem Gehäuseboden zugewandten unteren und/oder in dem dem Gehäusedeckel zugewandten oberen Bereich des Gehäuses Öffnungen vorgesehen sein. Diese bilden dann einen Zugang zur Außenluft außerhalb des Gehäuses und bewirken somit eine kontinuierliche Luftzirkulation. Die Öffnungen können in wenigstens einer Seitenwand des Gehäuses und/oder im Gehäusedeckel beziehungsweise im Gehäuseboden selbst ausgebildet sein.
  • In anderer Ausgestaltung kann im gasdichten Gehäuse zum Zwecke der Luftzirkulation in dem dem Gehäuseboden zugewandten unteren Gehäusebereich wenigstens ein Gaseinlass und in dem dem Gehäusedeckel zugewandeten oberen Gehäusebereich wenigstens ein Gasauslass vorgesehen sein. Diese können in wenigstens einer Seitenwand des Gehäuses und/oder im Gehäusedeckel beziehungsweise im Gehäuseboden selbst ausgebildet sein. Dadurch lassen sich insbesondere passive Lüftungskonzepte realisieren, mit unten liegendem Gaseinlass und oben liegendem Gasauslass. Ziel dabei ist es, dass durch natürliche Konvektion eventuell austretender Kraftstoff durch das eingeleitete Gas, beispielsweise Luft soweit verdünnt wird, dass kein explosionsfähiges oder zündfähiges Gemisch entsteht.
  • Vorteilhaft können in der Gasabzugshaube und/oder im gasdichten Gehäuse Mittel zur Einstellung einer Gaszirkulation mit vorgegebenem Gas-Volumenstrom vorgesehen sein. In einem solchen Fall würde auch keine zusätzliche Abdichtung zwischen den beiden Teilsystemen Brennstoffzelle(n) einerseits und Kraftstoff-Verteilungssystem andererseits benötigt, wenn der Volumenstrom des zirkulierenden Gases so hoch ist, dass der in das Gehäuse austretende Kraftstoff immer unterhalb der Zündgrenze oder Explosionsgrenze verdünnt wird. Bei den Mitteln kann es sich beispielsweise um besonders ausgestaltete und dimensionierte Öffnungen handeln, die vorstehend bereits beschrieben wurden und denen bei Bedarf optional noch geeignete Fördereinrichtungen – Gebläse, Lüfter und dergleichen – zugeordnet sein können.
  • Vorteilhaft kann im Bereich zumindest einzelner Öffnungen wenigstens eine Sensorvorrichtung zur Messung des Kraftstoffgehalts vorgesehen sein. Diese Sensorvorrichtung überprüft ständig den Kraftstoffgehalt, beispielsweise den Wasserstoffgehalt. Wenn ein kritischer Wert erreicht wird (zum Beispiel kurz vor der unteren Explosionsgrenze), schaltet sich das gesamte Brennstoffzellensystem beispielsweise ab. Mit dem Abschalten des Systems werden alle Zündquellen beseitigt und der Kraftstoff (Wasserstoff) kann ohne die Gefahr einer Explosion durch die Luftlöcher entweichen.
  • In weiterer Ausgestaltung kann die Gasabzugshaube und/oder das gasdichte Gehäuse (beispielsweise der Gehäusedeckel) in Richtung der wenigstens einen Gasableitöffnung einen zumindest bereichsweise schrägen Verlauf aufweisen. Die Abschrägung wird vorteilhaft deshalb vorgenommen, damit der Kraftstoff – etwa Wasserstoff – (die geringe Dichte bewirkt, dass der Kraftstoff (Wasserstoff) aufsteigt) in Richtung der oberen Gasableitöffnung(en) abgeleitet wird. Ein vorteilhaft vorgesehener Sensor im oberen Bereich des Gehäuses beziehungsweise der Gasabzugshaube überprüft ständig den Kraftstoffstoffgehalt. Die schräge Fläche kann in Bezug auf die Waagerechte vorteilhaft einen Abschrägwinkel W zwischen 4 und 15 Grad aufweisen.
  • Die vorgenannte Ausgestaltung des Brennstoffzellensystems kann vorteilhaft bei Verwendung von Wasserstoff als Kraftstoff zur Anwendung kommen. Natürlich kann diese auch zur Anwendung kommen, wenn das Brennstoffzellensystem mit anderen Kraftstoffen als Wasserstoff betrieben wird, die leichtrer als Luft sind. Werden Kraftstoffe verwendet, die schwerer als Luft sind, könnte gegebenenfalls mit geeigneten Fördereinrichtungen, etwa Ventilatoren oder dergleichen, gearbeitet werden.
  • Vorzugsweise kann weiterhin vorgesehen sein, dass eine Steuereinrichtung zum Steuern der wenigstens einen Brennstoffzelle sowie des Kraftstoff-Versorgungssystems vorgesehen ist. Die Steuereinrichtung ist vorteilhaft zumindest zeitweilig mit den im Brennstoffzellensystem befindlichen Sensorvorrichtungen verbunden und kommuniziert mit diesen. Die Steuereinrichtung kann somit zum einen eine Kommunikations- und Regelungsmöglichkeit zwischen Brennstoffzelle(n) und Kraftstoff-Versorgungssystem ermöglichen. Des Weiteren kann der Betrieb des Brennstoffzellensystems kontinuierlich und dynamisch überwacht werden, so dass das Brennstoffzellensystem bei auftretenden Gefahren unverzüglich abgestellt oder zurückgefahren werden kann.
  • Vorteilhaft kann das wie vorstehend beschriebene erfindungsgemäße Brennstoffzellensystem als Aggregat zur unterbrechungsfreien Stromversorgung (Notstromversorgungsaggregat) verwendet werden. Natürlich ist die Erfindung nicht auf diese konkrete Verwendungsmöglichkeit beschränkt.
  • Bei dem Brennstoffzellensystem kann es sich vorteilhaft um ein 2 kW Brennstoffzellensystem handeln. Dabei kann das Brennstoffzellensystem vorzugsweise auch modulartig aus mehreren Brennstoffzellenuntersystemen aufgebaut sein, wobei dann jedes Brennstoffzellenuntersystem vorteilhaft jeweils ein 2 kW System ist.
  • Wie weiter oben bereits ausgeführt wurde, betrifft die vorliegende Erfindung unter anderem ein Versorgungssystem zur Kraftstoffversorgung für eine Brennstoffzelle. Ziel der Erfindung ist es, eine sichere Versorgung für Brennstoffzellensysteme zu gewährleisten. Hierfür ist es vorteilhaft, das Kraftstoff-Versorgungssystem von der/den Brennstoffzelle(n) zu trennen, so dass zwei voneinander unabhängige Systeme entstehen. Aus Sicherheitsgründen ist es bei entsprechender Ausgestaltung des Kraftstoff-Versorgungssystems vorteilhaft, beim Austausch immer die Einheit aus Druckbehälter, Einrichtung zur Druckminderung und Sensorvorrichtung zu wechseln.
  • Nachfolgend werden Schlüsselfaktoren für die Definition von Produkten beschrieben. Die Produktdefinition wird sehr stark durch den Kraftstoff, beispielsweise den Wasserstoff, bestimmt. Entsprechende Schlüsselfaktoren sind beispielsweise Sicherheit, Zuverlässigkeit, Energieinhalt und Logistik, H2-Dichtigkeit, Zündgrenzen (4 bis 75% H2 in Luft), 10l-, 50l-H2-Druckbehälter, H2-Bündel (6 × 50l, 12 × 50l oder dergleichen), Zu- und Abluft für das Produkt und dergleichen. Die Energiedichte in den H2-Druckbehältern bedingt die Größe und Dauer der elektrischen Leistung des Produktes.
  • Wenn die Druckbehälter im Betrieb des Brennstoffzellensystems ausgetauscht werden kann es vorteilhaft sein, neben dem im Betrieb befindlichen Druckbehälter wenigstens einen weiteren Druckbehälter parallel zum ersten Druckbehälter angeschlossen zu haben. Über einen geeigneten Umschaltmechanismus zwischen den Druckbehältern kann dann ein unterbrechungsfreier Betrieb sichergestellt werden, wenn ein leerer Druckbehälter gegen einen gefüllten Druckbehälter ausgetauscht wird.
  • Einzelne Brennstoffzellensysteme können modulartig aufgebaut sein. Ein Modul kann beispielsweise jeweils die Brennstoffzelle(n) und die dazugehörigen Peripheriegeräte, sowie eine Kraftstoffversorgung aufweisen. Für den Betrieb eines Moduls ist weiterhin wenigstens eine Steuereinrichtung mit entsprechender Leistungselektronik und Kontrolleinrichtungen erforderlich. Werden mehrere Module eingesetzt, kann es aber ausreichend sein, dass nur eine Steuereinrichtung eingesetzt werden muss.
  • Die Erfindung wird nun exemplarisch anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 eine schematische Übersichtsdarstellung eines Brennstoffzellensystems;
  • 2 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Brennstoffzellensystems, bestehend aus Brennstoffzelle(n) und Kraftstoff-Versorgungssystem;
  • 3 eine weitere schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Brennstoffzellensystems;
  • 4 eine schematische, perspektivische Darstellung eines Gehäuses für ein Brennstoffzellensystem;
  • 5 eine vergrößerte Teilansicht des in 4 dargestellten Gehäuses;
  • 6 eine schematische, perspektivische Darstellung eines anderen Gehäuses für ein Brennstoffzellensystem;
  • 7 eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie A-A in 6; und
  • 8 eine Draufsicht auf das Gehäuse gemäß 6.
  • In 1 ist in allgemeiner Form ein Brennstoffzellensystem 10 dargestellt, das zunächst über wenigstens einen Brennstoffzellenstack 11 mit einer Anzahl von Brennstoffzellen 12 verfügt. Die Brennstoffzellen 11, sowie alle nachfolgend beschriebenen Komponenten befinden sich in einem Gehäuse 30, um einen unerwünschten Austritt von Kraftstoff, im vorliegenden Beispiel Wasserstoff, zu verhindern. Links und rechts vom Brennstoffzellenstack 11 befinden sich Feuchtewärmetauscher 13, 14, die mit geeigneten Fördereinrichtungen 16, 17 in Verbindung stehen, beispielsweise geeigneten Gebläsen, um ein geeignetes Feuchtigkeitsmanagement innerhalb des Brennstoffzellensystems 10 zu realisieren.
  • Das Gehäuse 30 verfügt über eine zentrale Zuluft-Eintrittsleitung 18 im Bereich des Gehäusebodens. Weiterhin verfügt das Gehäuse 30 im Bereich des Gehäusedeckels über eine zentrale Abluft-Austrittsleitung 19. Diese steht in Verbindung mit einer Fördereinrichtung 20, im vorliegenden Beispiel einem (Abluft-)Gebläse im Saugbetrieb. Alternativ könnte eine geeignete Fördereinrichtung beispielsweise auch in der Zuluft-Eintrittsleitung 18 vorgesehen sein. Zur Kühlung des Brennstoffzellensystems 10 ist ein Kühlsystem 15 vorgesehen. Im Bereich der Abluftleitung 19 sind weiterhin ein Luftdruckschalter 21 oder Strömungsrichter sowie ein Sensorelement 22 zur Messung des Wasserstoffgehalts vorgesehen. Da Wasserstoff leichter als Luft ist, steigt dieser im Gehäuse 30 nach oben und sammelt sich im Bereich des Gehäusedeckels. In diesem Bereich ist das Sensorelement 22 vorgesehen. Sofern dieses einen Wasserstoffgehalt detektiert, der oberhalb eines festgelegten Grenzwerts liegt, wird das Brennstoffzellensystem mittels einer nicht dargestellten Steuereinrichtung automatisch zurückgefahren, oder gar heruntergefahren.
  • Das in 2 dargestellte Brennstoffzellensystem 10 besteht zunächst aus den Brennstoffzellen 12 beziehungsweise wenigstens einem Brennstoffzellenstack 11. Weiterhin ist ein Kraftstoff-Versorgungssystem 50 vorgesehen. Die beiden Teilsysteme des Brennstoffzellensystems 10 sind über eine geeignete Leitung 40, beispielsweise eine flexible Kraftstoffleitung, miteinander verbunden. Die beiden Teilsysteme sind trennbar miteinander verbunden, so dass – insbesondere zwei – voneinander unabhängige Systeme entstehen.
  • Das Kraftstoff-Versorgungssystem 50 besteht zunächst aus wenigstens einem Druckbehälter 51, beispielsweise einer Druckflasche, in der der Wasserstoff beispielsweise mit einem Druck von 200 bar gespeichert werden kann. Der Druckbehälter stellt somit ein Hochdrucksystem dar. Die Brennstoffzellen hingegen benötigen eine Niedrigdruck-Versorgung mit Kraftstoff. Aus diesem Grund ist der Druckbehälter 51 unlösbar mit einer Einrichtung zur Druckminderung 52 verbunden, so dass der das Kraftstoff-Versorgungssystem 50 verlassende Kraftstoff einen für den Brennstoffzellenbetrieb geeigneten Druck hat, der beispielsweise 0,5 bar nicht übersteigt. Zur Feststellung der Füllmenge im Druckbehälter 51 ist in der Einrichtung zur Druckminderung 52 eine Sensorvorrichtung 53 zur Druckmessung vorgesehen, die ein entsprechendes Sensorsignal 54 erzeugt, dass an eine nicht dargestellte Steuereinrichtung weitergeleitet werden kann. Bei der Sensorvorrichtung 53 kann es sich beispielsweise um einen elektromagnetischen Sensor handeln, der es ermöglicht, beispielsweise über ein entsprechendes elektrisches Signal, ein gemessenes druckabhängiges Signal abzugreifen. Durch die Verwendung der Sensorvorrichtung 53, sowie noch weiterer Sensorelemente, die im weiteren Verlauf der Figurenbeschreibung noch näher erläutert werden, kann – vorzugsweise über die Steuereinrichtung – eine Kommunikations- beziehungsweise Regelungsmöglichkeit zwischen den Brennstoffzellen 11, 12 und dem Kraftstoff-Versorgungssystem 50 ermöglicht werden. Zusätzlich verfügt das Kraftstoff-Versorgungssystem noch über ein geeignetes Dosierventil 55 zum Zudosieren des Kraftstoffs in die Brennstoffzelle(n).
  • Das in 3 dargestellte Brennstoffzellensystem besteht aus einer Anzahl von Brennstoffzellen 12, die in wenigstens einem Brennstoffzellenstack 11 zusammengefasst sind. Über eine Kraftstoffleitung 40 werden die Brennstoffzellen 12 mit einem geeigneten Kraftstoff, beispielsweise Wasserstoff, versorgt. Zur Dosierung kann dazu ein geeignetes Ventil 25 vorgesehen sein. Weiterhin sind die Brennstoffzellen 12 mit einer Luftzuleitung 23 verbunden. Der Luftstrom kann über eine geeignete Fördereinrichtung 24, beispielsweise ein Gebläse, reguliert werden.
  • Das Abtransportieren der Abluft aus den Brennstoffzellen 12 erfolgt über ein Abluftsystem 62. Dieses verfügt zunächst über eine Abluftleitung 64, in der zu Dosierzwecken ein Ventil 26 vorgesehen ist. Weiterhin ist ein Abluftrohr 63 vorgesehen, in welches die Abluftleitung 64 einmündet.
  • Das Brennstoffzellensystem 10 verfügt ferner über ein Kraftstoff-Versorgungssystem 50, das in ähnlicher Weise wie in 2 ausgebildet ist, so dass diesbezüglich zunächst auf die Ausführungen zu 2 verwiesen wird. Das Kraftstoff-Versorgungssystem 50 verfügt über eine Druckflasche 51, eine untrennbar mit dieser verbundene Einrichtung zur Druckminderung 52, eine in der Einrichtung zur Druckminderung 52 befindliche Sensorvorrichtung 53 zur Druckmessung sowie ein Dosierventil 55. Das Kraftstoff-Versorgungssystem 50 ist vorzugsweise über eine flexible Kraftstoffleitung 40 mit den Brennstoffzellen 12 verbunden.
  • Vorteilhaft können zumindest Teilbereiche des Kraftstoff-Versorgungssystems 50 unter einer Gasabzugshaube 60 angeordnet sein, wobei die Gasabzugshaube 60 über wenigstens eine Abluftleitung 61 mit dem Abluftsystem 62 des Brennstoffzellensystems 10 verbunden ist. Bei der Gasabzugshaube 60 kann es sich um ein trichterförmiges Gebilde handeln. Die Gasabzugshaube weist eine einzige, große Gaszuleitungsöffnung 34a auf, über die das Gas in die Gasabzugshaube 60 eintritt. Auf der gegenüberliegenden Seite der Gasabzugshaube 60 ist eine Gasableitungsöffnung 34b vorgesehen. Die Wandungen der Gasabzugshaube 60 weisen von der Gaszuleitungsöffnung 34a zur Gasableitungsöffnung 34b hin einen schrägen Verlauf 35 auf, damit der dem Kraftstoff-Versorgungssystem 50 entweichende Kraftstoff auch tatsächlich der Abluftleitung 61 zugeführt werden kann.
  • Im Fall einer fehlerhaften Handhabung oder eines technischen Fehlers kann der Kraftstoff, insbesondere der Wasserstoff, über die Gasabzugshaube 60 direkt aufgenommen und sicher an die Außenluft geführt werden. Die Abluftleitung 61 der Gasabzugshaube 60 mündet in das Abluftsystem 62, welches aus dem Brennstoffzellensystem 10 die Abluft an die Außenluft abführt. Vorteilhaft kann die Abluftleitung als Venturileitung ausgebildet sein.
  • Vorteilhaft ist/sind in der Gasabzugshaube 60 und/oder in der Abluftleitung 61 und/oder in dem Abluftsystem 62, vorzugsweise in dem Abluftrohr 63, wenigstens eine Sensorvorrichtung 22 zur Messung des Kraftstoffgehalts vorgesehen. Dabei kann es sich beispielsweise um einen Wasserstoffsensor handeln, der die Wasserstoffkonzentration in der Abluft misst. Bei Erreichen der unteren und/oder oberen Zündgrenzen des Kraftstoffs oder aber entsprechender toxischer Grenzwerte wird das gesamte Brennstoffzellensystem 10 kontrolliert abgeschaltet oder zurückgefahren.
  • In den 4 bis 8 schließlich sind verschiedene Ausgestaltungsformen von gasdichten Gehäusen 30 dargestellt, in denen die einzelnen Teilsysteme des Brennstoffzellensystems 10, beispielsweise das Kraftstoff-Versorgungssystem 50 und/oder die Brennstoffzellen 11, 12, entweder einzeln oder gemeinsam angeordnet sein können.
  • Wenn ein solches Gehäuse 30 verwendet wird, kann auf die in 3 dargestellte Gasabzugshaube verzichtet werden, da das Gehäuse, wie nachfolgend beschrieben wird, diese Funktionalität übernimmt. Natürlich sind auch Ausführungsformen denkbar, bei denen sowohl eine Gasabzugshaube als auch ein gasdichtes Gehäuse verwendet werden.
  • In den 4 und 5 ist eine erste Ausführungsform eines Gehäuses 30 dargestellt, um die zuvor beschriebenen Komponenten des Brennstoffzellensystems 10 aufzunehmen. Dabei zeigt 5 einen in 4 mit X gekennzeichneten vergrößerten Teilausschnitt. In diesem Beispiel wird das gesamte Brennstoffzellensystem 10 mit einer gasdichten Umhüllung verschlossen.
  • Zum Zwecke der Luftzirkulation sind in dem dem Gehäuseboden 31 zugewandten unteren und in dem dem Gehäusedeckel 32 zugewandten oberen Bereich des Gehäuses 30 Öffnungen 34 vorgesehen. Diese bilden einen Zugang zur Außenluft außerhalb des Gehäuses 30 und bewirken somit eine kontinuierliche Luftzirkulation. Bei den unteren Öffnungen 34 handelt es sich um Gaszuleitungsöffnungen 34a, während es sich bei den oberen Öffnungen um Gasableitungsöffnungen 34b handelt.
  • Wenn aus dem Brennstoffzellensystem 10 unerwünscht Kraftstoff ausströmt, der leichter als Luft ist (zum Beispiel Wasserstoff), steigt dieser zum Gehäusedeckel 32 auf. Durch die über die Gaszuleitungsöffnungen 34a zugeleitete Luft wird der im Gehäuse 30 befindliche Kraftstoff soweit verdünnt, bis eine vorgegebene Grenze, die vorteilhafterweise unter der Zündgrenze oder Explosionsgrenze liegt, erreicht beziehungsweise unterschritten ist.
  • Vorteilhaft kann im Bereich zumindest einzelner Öffnungen 34, insbesondere einzelner Gasableitungsöffnungen 34b, wenigstens eine Sensorvorrichtung zur Messung des Kraftstoffgehalts vorgesehen sein. Diese Sensorvorrichtung überprüft ständig den Kraftstoffgehalt, beispielsweise den Wasserstoffgehalt.
  • Vorteilhaft weist der Gehäusedeckel 32 in Richtung der Öffnungen 34b einen schrägen Verlauf auf. Der Deckel 32 des Gehäuses 30 wird deshalb abgeschrägt, damit der Kraftstoff – etwa Wasserstoff – (die geringe Dichte bewirkt, dass der Kraftstoff (Wasserstoff) aufsteigt) in Richtung der oberen Luftlöcher 34, der Gasableitungsöffnungen 34b, abgeleitet wird.
  • Die Erfindung ist nicht auf bestimmte Abschrägungswinkel W beschränkt. Vorteilhafte Winkelbereiche können zwischen 4 und 15 Grad liegen.
  • Wie insbesondere in 5 dargestellt ist, sind die Gasableitungsöffnungen 34b direkt an der Übergangskante zwischen Gehäusedeckel 32 und Gehäusewand 33 ausgebildet, damit kein Kraftstoff-Totvolumen entstehen kann, das im Gehäuse 30 verbleibt. Sofern die Gasableitungsöffnungen 34b mit einem gewissen Abstand vom Gehäusedeckel 32 in der Gehäusewand 33 ausgebildet sind, kann im Bereich der Öffnungen 34b ein Abknickbereich (nicht dargestellt) vorgesehen sein. Dieser Bereich im Übergang zwischen Gehäusedeckel 32 und Gehäusewand 33 ist vorteilhaft ausgefüllt, so dass verhindert wird, dass sich Kraftstoff in dieser Gehäuseecke und oberhalb der Öffnungen 34 ansammeln kann. Der schräge Verlauf 35 des Gehäusedeckels kann dann im Abknickbereich einen abgeknickten Leitbereich aufweisen, wobei dieser Leitbereich mit der oberen Begrenzung der Öffnungen 34 fluchtet. Somit wird sichergestellt, dass die nach oben strömende Abluft auf jeden Fall zu den Öffnungen 34 und durch diese nach außen aus dem Gehäuse 30 transportiert wird.
  • In den 6 bis 8 ist ein Gehäuse 30 dargestellt, das ebenfalls einen abgeschrägten Gehäusedeckel 32 aufweist. Zum Grundaufbau des Gehäuses wird zunächst auf das in den 4 und 5 dargestellte Gehäuse verwiesen. Zur Ableitung von Gas ist diesmal jedoch nur eine einzige Gasableitungsöffnung 34b vorgesehen, die sich im obersten Bereich des Gehäusedeckels 32 befindet, damit kein Kraftstoff-Totvolumen entstehen kann. Die einzelnen Bestandteile des Gehäusedeckels 32 weisen einen schrägen Verlauf 35 auf, derart, dass diese eine Art Leitflächen bilden, die die im Gehäuse 30 befindliche Abluft zu der Gasableitungsöffnung 34b leiten.
  • Die Gasableitungsöffnungen 34b der in den 4 bis 8 dargestellten Gehäuse können mit einem geeigneten Abluftsystem des Brennstoffzellensystems verbunden sein.
  • 10
    Brennstoffzellensystem
    11
    Brennstoffzellenstack
    12
    Brennstoffzelle
    13
    Feuchtewärmetauscher
    14
    Feuchtewärmetauscher
    15
    Kühlsystem
    16
    Fördereinrichtung
    17
    Fördereinrichtung
    18
    Zuluftleitung
    19
    Abluftleitung
    20
    Fördereinrichtung
    21
    Luftdruckschalter
    22
    Sensorvorrichtung zur Messung des Kraftstoffgehalts
    23
    Zuleitung
    24
    Fördereinrichtung
    25
    Ventil
    26
    Ventil
    30
    Gehäuse
    31
    Gehäuseboden
    32
    Gehäusedeckel
    33
    Gehäusewand
    34
    Öffnungen
    34a
    Gaszuleitungsöffnung
    34b
    Gasableitungsöffnung
    35
    Schräger Verlauf des Gehäusedeckels
    40
    Leitung
    50
    Kraftstoff-Versorgungssystem
    51
    Druckbehälter
    52
    Einrichtung zur Druckminderung
    53
    Sensorvorrichtung zur Druckmessung
    54
    Sensorsignal
    55
    Dosierventil
    60
    Gasabzugshaube
    61
    Abluftleitung
    62
    Abluftsystem
    63
    Abluftrohr
    64
    Abluftleitung
    W
    Abschrägwinkel

Claims (16)

  1. Brennstoffzellensystem, mit wenigstens einer Brennstoffzelle (11, 12) und mit einem Kraftstoff-Versorgungssystem (50) für die Brennstoffzelle(n) (11, 12), dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Brennstoffzelle (11, 12) und das Kraftstoff-Versorgungssystem (50) als voneinander unabhängige Teilsysteme des Brennstoffzellensystems (10) ausgebildet sind und dass die wenigstens eine Brennstoffzelle (11, 12) und das Kraftstoff-Versorgungssystem (50) trennbar miteinander verbunden sind.
  2. Brennstoffzellensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftstoff-Versorgungssystem (50) einen Druckbehälter (51) zur Aufnahme des Kraftstoffs, eine mit dem Druckbehälter (51) verbundene Einrichtung zur Druckminderung (52) sowie eine Sensorvorrichtung (53) zur Druckmessung aufweist.
  3. Brennstoffzellensystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest Teilbereiche des Kraftstoff-Versorgungssystems (50) und/oder zumindest Teilbereiche der wenigstens einen Brennstoffzelle (11, 12) unter einer Gasabzugshaube (60) und/oder innerhalb eines gasdichten Gehäuses (30) angeordnet sind.
  4. Brennstoffzellensystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasabzugshaube (60) und/oder das gasdichte Gehäuse (30) wenigstens eine Gasableitungsöffnung (34b) aufweist.
  5. Brennstoffzellensystem nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasabzugshaube (60) und/oder das gasdichte Gehäuse (30) wenigstens eine Gaszuleitungsöffnung (34a) aufweist.
  6. Brennstoffzellensystem nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasabzugshaube (60) und/oder das gasdichte Gehäuse (30) über wenigstens eine Abluftleitung (61, 19) mit einem Abluftsystem (62) des Brennstoffzellensystems (10) verbunden ist.
  7. Brennstoffzellensystem nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Abluftleitung (61) als Venturileitung ausgebildet ist.
  8. Brennstoffzellensystem nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Abluftsystem (62) ein Abluftrohr (63) aufweist und dass die Abluftleitung (61) in das Abluftrohr (63) einmündet.
  9. Brennstoffzellensystem nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass in der Gasabzugshaube (60) und/oder im gasdichten Gehäuse (30) und/oder in der Abluftleitung (61) und/oder in dem Abluftsystem (62) wenigstens eine Sensorvorrichtung (22) zur Messung des Kraftstoffgehalts vorgesehen ist/sind.
  10. Brennstoffzellensystem nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass im gasdichten Gehäuse (30) zum Zwecke der Luftzirkulation in dem dem Gehäuseboden (31) zugewandten unteren und/oder in dem dem Gehäusedeckel (32) zugewandten oberen Bereich des Gehäuses (30) Öffnungen (34, 34a, 34b) vorgesehen sind.
  11. Brennstoffzellensystem nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass im gasdichten Gehäuse (30) zum Zwecke der Luftzirkulation in dem dem Gehäuseboden (31) zugewandten unteren Gehäusebereich ein Gaseinlass (18) und in dem dem Gehäusedeckel (32) zugewandten oberen Gehäusebereich ein Gasauslass (19) vorgesehen ist.
  12. Brennstoffzellensystem nach einem der Ansprüche 3 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass in der Gasabzugshaube (60) oder im gasdichten Gehäuse (30) Mittel zur Einstellung einer Gaszirkulation mit einem vorgegebenen Gasvolumenstrom vorgesehen sind.
  13. Brennstoffzellensystem nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich zumindest einzelner Öffnungen (34) wenigstens eine Sensorvorrichtung zur Messung des Kraftstoffgehalts vorgesehen ist.
  14. Brennstoffzellensystem nach einem der Ansprüche 4 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasabzugshaube (60) und/oder das gasdichte Gehäuse (30) in Richtung der wenigstens einen Gasableitungsöffnung (34b) zumindest bereichsweise einen schrägen Verlauf (35) aufweist.
  15. Brennstoffzellensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuereinrichtung zum Steuern der wenigstens einen Brennstoffzelle (11, 12) sowie des Kraftstoff-Versorgungssystems (50) vorgesehen ist.
  16. Brennstoffzellensystem nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung mit den im Brennstoffzellensystem (10) befindlichen Sensorvorrichtungen zumindest zeitweilig verbunden ist und mit diesen kommuniziert.
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