DE2226665A1 - Verfahren zur zudosierung von fluessigen reaktanten zur elektrolytfluessigkeit von brennstoffelementen und brennstoffbatterien - Google Patents

Verfahren zur zudosierung von fluessigen reaktanten zur elektrolytfluessigkeit von brennstoffelementen und brennstoffbatterien

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Description

  • Verfahren zur Zudosierung von flüssigen Reaktanten zur Elektrolytflüssigkeit von Brennstoffelementen und Brennstoffbatterien Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Zudosierung von flüssigen Reaktanten, insbesondere Hydrazin, zur Elektrolytflüssigkeit von Brennstoffelementen und Brennstoffbatterien unter Verwendung einer Konzentrationsmeßzelle, in welcher der Reaktant durch eine Membran diffundiert und an einer im Diffusionsgrenzstrombereich betriebenen Elektrode umgesetzt wird, wobei die Konzentration des Reaktanten in der Elektrolytflüssigkeit durch Messung des Diffusionsgrenzstromes ermittelt wird.
  • Brennstoffelemente und Brennstoffbatterien, die mit einem flüssigen, in der Elektrolytflüssigkeit gelösten Reaktanten betrieben werden, sind beispielsweise Hydrazin/Sauerstoff-Brennstoffelemente bzw. -Brennstoffbatterien. In derartigen Vorrichtungen zur elektrochemischen Stromerzeugung dient luft oder gasförmiger Sauerstoff als Oxidationsmittel und in der Elektrolytflüssigkeit, wie Kalilauge oder Natronlauge, gelöstes Hydrazin als Brennstoff. Als in der Elektrolytflüssigkeit gelöste Reaktanten können bei Brennstoffelementen und Brennstoffbatterien des genannten Typs auch Alkohole, wie Methanol und Äthanol, die als Brennstoff dienen, oder Wasserstoffperoxid, das als Oxidationsmittel dient, verwendet werden. Bei Alkoholen wird dabei meistens ein saurer Elektrolyt verwendet, während Wasserstoffperoxid in sauren und alkalischen Elektrolyten angewendet werden kann.
  • Bei derartigen elektrochemischen Vorrichtungen wird zur Gewährleistung eines einwandfreien Betriebes und zur Erzielung eines hohen Wirkungsgrades der flüssige Rektan, wie#Hydrazin, der Elektrolytflüssigkeit entsprechend den Betriebsbedingungen zudosiert. Die Dosierung kann dabei insbesondere der Belastung des Brennstoffelementes bzw. der Brennstoffbatterie und der Temperatur der lektroltflssikeit angepaßt werden. Bei einem derartigen Vorgehen ist es erforderlich, die Konzentration des flüssigen Reaktanten in der Elektrolytflüssigkeit zu ermitteln. Eine bei gegebener Belastung zu hohe Hydrazinkonzentration beispielsweise verringert nämlich, infolge Selbatzersetzung des Hydrazins, den Faradaywirkungsgrad merklich. Bei zu niedriger Hydrazinkonzentration andereiseits wird die Polarisation de#r Anoden zu groß, was neben einer Verminderung des Spannungswirkungsgrades auch zur Zerstörung dieser Elektroden führen kann.
  • Durch die deutsche Offenlegungsschrift 1 812 870 ist bereits ein Verfahren zur Konzentrationsmessung von flüssigen, in der Elektrolytflüssigkeit von Brennstoffelementen gelösten Reaktanten sowie eine meßzelle zur Durchführung dieses Verfahrens bekannt. Dabei wird die zu messende Flüssigkeit, beispielsweise in 6 n KOH gelöstes Hydrazin, durch eine zwei Elektroden enthaltende Zelle geleitet, in der der Reaktant zunächst durch eine Membran diffundiert und anschließend an einer im Diffusionsgrenzstrombereich arbeitenden J\leßelektrode umgesetzt wird, wobei der 3iffusionsgrenzstrom gemessen wird.
  • Das von der Meßzelle erhaltene elektrische Signal kann in einfacher Weise zur Hydrazindosierung herangezogen werden, da der Strom von der Hydrazinkonzentration linear abhängt.
  • Dabei wird das tleßsignal (Istwert) mit einem Sollwert verglichen und je nach dem Vorzeichen der #oll-Istwert-Differenz, d.h. der Regelabweichung, der Motor einer Dosierpumpe für Hydrazin ein- oder abgeschaltet: Ist der Istwert kleiner als der Sollwert, so wird der Motor eingeschaltet; übersteigt der Istwert dagegen den Sollwert, so wird der Motor abgeschaltet.
  • Dieser diskontinuierliche Betrieb des Motors stellt eine Zweipunktregelung dar.
  • Eine derartige Dosiermethode hat sich im praktischen Betrieb zwar bewährt, ist aber noch nicht voll zufriedenntellend, Die verwendete Meßzelle hat nämlich eine für einen Meßsignalgeber relativ lange Ansprechzeit (Totzeit) von etwa einer Minute. Die Einstellzeit selbst, d.h. die Zeit vom Ansprechen bis zum Erreichen von 90 % des der jeweiligen Konzentration entsprechenden Diffusionsgrenzstromes,liegt bei etwa 3 bis 4 l;#iinuten. Da nun zur Dosierung des Hydrazins, wie bereits ausgeführt, ein. Zweipunktregler verwendet wird, kann es zu einem merklichen Schwingen des Regelkreises und damit zu stärkeren Schwankungen des Hydrazingehaltes in der Elektrolytflüssigkeit kommen. So kann während des Zudosierens des Hydrazins die Hydrazinkonzentration kurzfristig höher ansteigen als dies für den jeweiligen Betriebszustand notwendig ist, was zu einer Verminderung des Faradaywirkungsgrades infolge Selbstzersetzung des Hydrazins führen kann.
  • Die Verwendung einer Dosierpumpe ist auch deshalb unerwünscht, weil die Dosierpumpe ei#nen hohen Energieverbrauch hat und einem hohen Verschleiß unterliegt; darüber hinaus weist sie im allgemeinen eine geringe Betriebssicherheit auf und ist relativ teuer.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Zudosierung von flüssigen Reaktanten, insbesondere Hydrazin, zur Elektrolytflüssigkeit von Brennstoffelementen und Brennstoffbatterien unter Verwendung der genannten Konzentrationsmeßzelle weiter zu verbessern. Insbesondere soll vermieden werden, daß bei der Dosierung größere Regelschwankungen auftreten. Ferner soll ein verbesserter Faradaywirkungsgrad infolge verminderter Schwankungen in der Hydrazinkonzentration erreicht werden.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß die Dosierrate über wenigstens ein impulsgesteuertes Magnetventil in Abhängigk#it von der Soll-Istwert-Differenz quasistetig geregelt.
  • unter einer qujaistetigen Regelung wird dabei eine Regelung vertden, bei welcher die Steuerimpulse in Zeitabständen >ufeinclnderfolgen, die klein gegenüber der Einstellzeit.der Regelstrecke sind, und ferner die bei jeweils einer Ventilbetätigung erzielte Konzentrationsänderung klein gegenüber der Konzentration des Reaktanten in der Elektrolytflüssigkeit ist. Vorzugsweise sollte die Konzentrationsänderung bei einem Ventilhub etwa 1 bis 10 {O der Gesamt konzentration nicht überschreiten. Unter Einstellzeit der Regelstrecke soll dabei die Zeit verstanden werden, die erforderlich ist, um ausgehend von der Konzentration Null den Sollwert der Konzentration des Reaktanten unter Betriebsbedingungen zu erreichen.
  • Unter Dosierrate soll die mit Hilfe des oder der Magnetventile pro zeiteinheit zugegebene Menge des zu regelnden Reaktanten verstanden werden.
  • Die Meßzelle liefert einen der Hydrazinkonzentration proportionalen Strom, der in einem Meßsignalumformer in ein Spannungssignal, den Istwert, umgewandelt werden kann. Als Sollwert dient ein vorgegebener Spannungswert, der einer bestimmten, gewünschten Hydrazinkonzentration entspricht.
  • Die Differenz zwischen Sollwert und Istwert ist die Regelabweichung.
  • Durch das erfindungsgemäße Verfahren zur Zudosierung flüssiger Reaktanten zur Elektrolytflüssigkeit von Brennstoffelementen und Brennstoffbatterien wird dem Zeitverhalten der DiXeßzelle und der verhältnismäßig kurzen Einstellzeit der Regelstrecke Rechnung getragen. Größere Regelschwankungen bei der Dosierung des Reaktanten können dadurch vermieden werden.
  • Dies führt einerseits zu einer Verbesserung des Faradaywirkungsgrades, andererseits wird, insbesondere bei Verwendung von Hydrazin als Brennstoff, eine zu große Polarisation der Anoden vermieden.
  • Vorteilhaft kann die oll-Istwert-Differenz mittels eines Proportionalreglers (P-Begler) in eine Stellgröße und die Stellgröße in das oder die Magnetventile steuernde Impul:#c umgewandelt werden. Auf diese Leise läßt sich die Dosierrte proportional zur ##oll-Istwert-bifferenz regen.
  • Besonders vorteilhaft kann die Soll-Istwert-Differenz aber auch mittels eines Proportional-Integral-Reglers (P-I-Regler) in eine Stellgröße und die Stellgröße wiederum in die die Magnetventile steuernden Impulse umgewandelt werden. Durch die Verwendung eines P-I-Reglers kann eine weitere Verminderung der Regelschwankungen erreicht werden und damit eine weitere Reduzierung von Konzentrationsschwankungen. Die Soll-Tstwert-Differenz führt führt im Regler zu einer Stellgröße, der die Dosierrate proportional ist. Durch das integrale Verhalten des Reglers wird bei konstanter Regelabweichung die zunächst zur Regelabweichung proportionale Stellgröße ständig größer und erreicht nach einer gewissen Zeit, der sogenannten Nachstellzeit, ihren doppelten Wert. Die Nachstellzeit kann beispielsweise im Bereich zwischen 1 und 30 Minuten eingestellt werden. Ein berschwingen des Regelkreises kann darüber hinaus vorteilhaft dadurch verhindert werden, daß die Stellgröße - mittels einer geeigneten Vorrichtung - auf den Wert Null gesetzt wird, wenn der Sollwert kleiner ist als der Istwert, d.h. wenn die Hydrazinkonzentration höher ist als ihr Sollwert. Falls der P-I-Regler einen Rechenverstärker aufweist, der mit Widerständen und einem Kondensator zur Integration beschaltet ist, kann das Auf-Null-Setzen der Stellgröße durch Entladen des Kondensators, beispielsweise über einen Transistor, erfolgen, der vom Ausgang des Verstärkers über eine Diode angesteuert wird.
  • Die Stellgröße kann in der Weise in Impulse umgewandelt werden, daß bei konstanter Impulsfolge die Impulsbreite moduliert wird. Die Umformung der Stellgröße in Impulse kann aber auch in der Art erfolgen, daß bei konstanter Impulsbreite die Impulsfolge moduliert wird.
  • Besonders vorteilhaft kann Stellgröße und/oder zum oollwert eine dem Laststrom des Brennstoffelementes oder der Brennstoffbatterie proportionale Störgröße addiert werden.
  • Schnelle Änderungen im Hydrazinverbrauch, die durch einen großen Lastwechsel im Brtnnstoffelement oder der Brennstoffbatterie hervorgerufen werden, können nämlich unter Umständen durch den Regelkreis wegen der relativ langen Ansprechzeit der Meßzelle nicht schnell genug ausgeglichen werden. Durch die Einführung einer Störgröße "Belastung" in den Regelkreis, wobei die Störgröße zur Stellgröße addiert wird, kann diese Schwierigkeit behoben werden. Die Störgröße wird zweckmäßigerweise so gewählt, daß die in Abhängigkeit vom Laststrom zugeführte Hydrazinmenge bei einem Faradaywirkungsgrad von 100 , verbraucht würde. Der zusätzliche Hydrazinbedarf, der durch einen verminderten Faradaywirkungsgrad, d.h. einen erhöhten Verbrauch, bedingt ist, wird über die Meßzelle und den Regler durch die Stellgröße ausgeglichen. Bei hoher Belastung ist es zweckmäßig, die Hydrazinkonzentration auf ein erhöhtes Niveau einzustellen.
  • Der Sollwert wird bei dieser Verfahrensweise auf Grund des konstruktiven Aufbaus und der Beschaffenheit der Brennstoffelemente bzw. der Brennstoffbatterie fest vorgegeben. Eine Anpassung des Sollwertes an die jeweiligen Betriebsbedingungen der Brennstoffelemente bzw. der Brennstoffbatterie kann dadurch erreicht werden, daß man eine dem Laststrom proportionale Störgröße zum Sollwert addiert. Diese Maßnahme läßt sich unabhängig davon anwenden, ob eine entsprechende Störgröße zur Stellgröße addiert wird oder nicht.
  • Das Störsignal kann vorteilhaft in einem dem Brennstoffelement bzw. der Brennstoffbatterie nachgeschalteten Wechselrichter gewonnen werden. Es liegt dabei als Wechzelstromsignal vor und kann deshalb in einfacher Weise in ein potentialgetrenntes Gleichstromsignal umgeformt werden.
  • Beim erfindungsgemäßen Verfahren kann weiterhin vorteilhaft die Temperaturabhängigkeit des zuI s Istwertes kompensiert werden.
  • Das von der Meßzelle kommende Jignal, das ein Stromsignal ist, ist nämlich außer von der Hydrazinkonzentration auch noch von der Temperatur der Elektrolytflüssigkeit abhängig. Die Kompensation erfolgt in einfacher Weise in einem Meßsignalumformer, der den Meßzellenstrom in ein Spannungssignal umwandelt. ia-.
  • bei kann die Temperaturabhängigkeit mittels eines temperaturabhängigen iderstandes kompensiert-werden, mit dem beispielsweise ein im Meßsignalumformer angeordneter Rechenverstärker beschaltet wird. Beispielsweise kann ein NTC-\'v7iderstand (~negative temperature coefficient") verwendet werden, bei dem der Widerstandswert mit steigender Temperatur abnimmt.
  • Anhand eines Ausführungsbeispieles und dreier Figuren soll die Erfindung noch näher erläutert werden.
  • Es zeigt Fig. 1 schematisch die Hydrazindosierung für eine Hydrazin/ Saueetoff-Brennstoffbatterie nach dem erfindungsgemäßen Verfahren, Fig. 2 schematisch eine Kosnzentrationsmeßzelle und Fig. 3 ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • In Fig. 1 sind eine Hydrazin/#auerstoff-Biennstoffbatterie 10, ein Elektrolytvorratsgefäß 11 und eine Pumpe 12 zur Förderung eines Elektrolyt/Hydrazin-Gemisches in einem Elektrolytkreislauf 13 angeordnet. Der Elektrolytkreislauf 13 ist mit einem Bypass 14 versehen, in welchem eine Konzentrationsmeßzelle 15 angeordnet ist. Die Meßzelle 15 liefert ein elektrisches Signal, das über eine Leitung 16 auf eine Regeleinrichtung 17 übertragen wird. Die Regeleinrichtung 17 wirkt über eine Leitung 18 auf ein Magnetventil 19 ein, das in einer Rohrleitung 20 angeordnet ist, welche ein Vorratsgefäß 21 für Hydrazin (in Form von Hydrazinhydrat) mit dem Elektrolytkreislauf 15 verbindet. Das Magnetventil 19 wird durch die Regeleinrichtung 17 in Abhängigkeit von der ooll-Istwert-Differenz betätigt, wodurch zur Elektrolytflissigkeit, beipielsweise 6 n KOH, im Elektrolytkreislauf Hydrazin zudosiert wird. Das Hydrazinvorratsgefäß 21 ist vorteilhaft auf einem höheren Niveau angeordnet als der Elektrolytkreislauf, so daß die Förderung des Hydrazins aufgrund eines hydrostatischen DrucK-gefälles erfolgt, wodurch auf andere Fördereinrichtungen, beispielsweise eine Förderpumpe, verzichtet werden kann. An die Regeleinrichtung 17 kann mit einer Leitung 22 ein Meßsignalumformer 23 angeschlossen sein, der im Lastkreis 24 der Brennstoffbatterie angeordnet ist. Der Meßsignalumformer 23 weist einen Shunt (Nebenschlußwiderstand) 25 und einen Trennverstärker 26 auf. Der Sqeßsignalumformer 23 überträgt -in Form eines Spannungssignals - eine Störgröße auf die Regeleinrichtung 17.
  • Die Brennstoffbatterie 10 enthält beispielsweise 360 Brennstoffelemente, wobei jeweils 120 Brennstoffelemente in Serie und drei derartige Serien parallel geschaltet sind, und liefert eine Leistung von 10 kW (U = 120 V, I = 83 A) bei einer Betriebstemperatur von etwa 4000 und einem Sauerstoffdruck von etwa 0,2 N/mm² . Der zum Betrieb der Brennstoffbatterie verwendete Sauerstoff wird beispielsweise durch Zersetzung von Wasserstoffperoxid gewonnen. Die Pumpe 12 fördert pro Stunde etwa 1000 1 des Elektrolyt/Bydrazin-Gemisches zur Brennstoffbatterie. In der Elektrolytflüssigkeit, d.h.
  • 6 n KOH, wird während des Betriebes mit einem Laststrom von 83 A eine Hydrazinkonzentration von etwa 0,8 Nol/l aufrechterhalten. Unter normalen Betriebsbedingungen müssen der Elektrolytflüssigkeit deshalb pro Stunde etwa 5 1 Hydrazinhydrat zudosiert werden. Da bei vollständig geöffnetem Magnetventil pro Stunde etwa 20 1 zudosiert werden, beträgt die Öffnungszeit des impulsgesteuerten Magnetventils unter normalen Betriebsbedingungen etwa 25 bis 30 ,.. Bei einer Lasterhöhung vergrößert sich die Offnungizeit des Magnetventils, wodurch mehr Hydrazin in die Elektro3#ytflü#sigkeit gefördert wird.
  • In Fig. 2 ist eine Konzentrationsmeßzelle 30 dargestellt.
  • Die Konzentrationsmeßzelle wird-vorteilhaft in einem Bypass des Elektrolytkreislaufes einer Brernstoffbatterie angeordnet und beispielsweise von einem Elektrolyt/Hydrazin-Gemisch durchströmt, wozu Öffnungen 31 und 32 in der Meßzelle dienen.
  • In der Meßzelle 30 ist eine Meßelektrode 33 angeordnet. Die Meßelektrode dient zur Oxidation von Hydrazin, sie bildet demnach die Anode. Die Meßelektrode 33 kann eine Katalysatorschüttung sein, die mit einem Kontaktblech 34 zur Stromabnabme versehen ist. Als Elektrodenmaterialien eignen sich beispielsweise Edelmetalle, wie Platin. Als Meßelektrode kann aber auch ein platiniertes Nickelnetz verwendet werden. An der Meßelektrode 33 ist eine poröse Membran 35 angeordnet, beispielsweise ein Asbestdiaphragma mit einer Dicke von etwa 0,4 mm. Die Membran 35 liegt vorteilhaft teilweise auf der Meßelektrode 33 auf. Vorteilhaft weist darüber hinaus der Bereich der- Membran, der auf der Meßelektrode aufliegt, feineie Poren auf als der äußere Randbereich, welcher nicht auf der Meßelektrode aufliegt. Der äußere- Randbereich der Membran ist also grobporös. Durch diese groben Poren kann der bei der Oxidation des Hydrazins an der M.eßelektrode gebildete Stickstoff ungehindert hindurch und in die die Meßzelle durchströmende Elektrolytflüssigkeit eintreten. Die Membran 35 wird mit einem Netz 36, beispielsweise -aus Nickel,# abgestützt. Gegenüber der Meßelektrode 33 ist eine Gegenelektrode 37 angeordnet; sie kann beispielsweise ein Nickelblech sein.
  • An die beiden Elektroden 33 und 37 der Meßzelle wird eine Spannung von etwa 1,2 V angelegt. Das in die Meßzelle eintretende, in der Elektrolytflüssigkeit gelöste Hydrazin diffundiert durch die Membran 35 und wird an der M'eßelektrode 33 zersetzt, die aufgrund der angelegten Spannung von etwa 1,2 V im Diffusion-sgrenzstrombereich betrieben wird. Dabei wird der über die Zelle fließende Diffusionsgrenzstrom gemessen und das Meßsignal über einen Meßslgnalumformer einer Regeleinrichtung zur Reglung der Zudosierung von Hydrazin zur Elektrolytflüssigkeit der Hydrazin/Sauerstoff-Brennstoffbatterie zugeführt. Der Diffusionsgrenzstrom ist der Hydrazinkonzentration in der Elektrolytflüssigkeit proportional.
  • In der Fig. 3 ist - als Blockschaltbild - eine beispielhafte Ausführungsform einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, d.h. eine Regeleinrichtung, dargestellt. Eine Meßzelle 40, die in einem Bypass 41 zum Elektrolytkreislauf 42 eine r Hydrazin/Sa auer rs to off einer Hydrazin/Sauerstoff-Brennstoffbatterie angeordnet ist, liefert ein Meßsignal in Form eines Stromsignals, das einem Meßsignalumformer 43 zugeleitet wird. Der Meßsignalumformer 43, der gleichzeitig eine Spannung von etwa 1,2 V an der Meßzelle 40 aufrechterhält, wandelt das Stromsignal in ein Spannungssignal um. Das im Meßsignalumformer 43 erhaltene Signal, der Istwert, wird einem Ädditionsglied 44 zugeführt und dort mit dem Sollwert verglichen, der von einem Sollwertgeber 45 erzeugt wird. Dem Additionsglied 44 kann außerdem von einem weiteren Meßsignalumformer 46 eine Störgröße zugeführt werden, die zum Sollwert addiert wird, wobei ein modifizierter Sollwert gebildet wird. Der Meßsignalumformer 46 ist dabei an den Lastkreis der Brennstoffbatterie angeschlossen (vgl. Fig. 1) und liefert die Störgröße in Form eines Spannungssignals. Die im Additionsglied-44 ermittelte Regelabweichung, d.h. die Differenz zwischen dem modifizierten Sollwert und dem Istwert, wird einem Regler 47 zugeleitet, der die Stellgröße erzeugt. Als Regler 47 wird beispielsweise ein P-I-Regler verwendet, der als elektronisches Bauteil einen Rechenverstärker aufweist, welcher mit Widerständen und Xapazitäten beschaltet ist. Der Regler 47 kann mit einem Null-Steller 48 verbunden sein, der die Stellgröße auf Null setzt, wenn der Sollwert kleiner ist als der Istwert. Die im Regler 47 gebildete Stellgröße wird einem Additionsglied 49 zugeführt, in welchem die vom Meßsignalumformer 46gelie1erte Störgröße zur Stellgröße addiert werden kann. Das dabei erhaltene signal, ebenfalls eine Jtellgröße, wird einem Dualcodierer 50 zugeführt. Der lualeodierer kann ein Impulabreitenmodulator oder ein Impulsfrequenzmodulator sein.
  • Wird ein Impulsbreitenmodulator verwendet, so wird darin die vom Additionsglied 49 erhaltene Stellgröße in Impulsfolgen mit konstanter Frequenz und der Stellgröße proportionalen Impulsbreiten umgeformt. Dazu weist der Impulebreitenmodulator einen Sägezahngenerator auf, der im wesentlichen aus einem Integrator besteht, welcher vom Ausgang eines Grenzwertschalters mit vorgegebener Hysteresis über Dioden und Widerstände angesteuert wird. Eine derartige Schaltung liefert eine Sägezahnspannung von beispielsweise 0 bis 5 V bei 0,1 Hz.
  • Diese Sägezahnspannung wird zur Stellgröße addiert und einem Grenzwertschalter mit möglichst kleiner Hysteresis zugeführt.
  • Der Ausgang dieses Grenzwertschalters liefert Impulse mit einer Frequenz von 0,1 Hz, deren Breite der Stellgröße proportional ist. Diese Impulse wirken auf ein impulsgesteuertes Magnetven.til 51 ein, über das die Hydrazindosierung erfolgt.
  • Das Magnetventil ist in einer Leitung 52 angeordnet, die in den Elektrolytkreislauf 42 mündet. Magnetventile können bis zu 1C7 Schaltungen ausführen, so daß sich, bei einer Dchaltfrequenz in der Größenordnung von 0,1 Hz,der Vorteil einer hohen Lebensdauer ergibt. Es kann mit einer Lebensdauer von mindestens 3 Jahren gerechnet werden.
  • Wird anstelle des Impulsbreitenmoaulators ein Impulsfolgen-,modulator (Impulsfrequenzmodulator) verwendet, so weist dieser einen Sägezahngenerator auf, der im wesentlichen aus einem Integrator besteht, welcher wechselweise über Dioden und Widerstände vom Ausgang eines Grenzwertschalters und von der Stellgröße angesteuert wird.
  • 7 Ptentnprühe t 3 Figuren

Claims (7)

  1. Patentansprüche 1. Verfahren zur Zudosierung von flüssigen Reaktanten, insbesondere Hydrazin, zur Elektrolytflüssigkeit von Brennstoffelementen und Brennstoffbatterien unter Verwendung einer Konzentrationsnießzelle, in welcher der Reaktant durch eine Membran diffundiert und an einer im Diffusionsgrenzstrombereich betriebenen Elektrode umgesetzt wird, wobei die Konzentration des Reaktanten in der Elektrolytflüssigkeit durch Messung des Diffusionsgrenzstromes ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosierrate über wenigstens ein impulsgesteuertes tiagnetventil in Abhängigkeit von der Soll-latwert-Differenz quasistetig geregelt wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Soll-Istvzert-Differenz mittels eines Proportionalreglers in eine Stellgröße und die Stellgröße in das oder die Magnetventile steuernde Impulse umgewandelt wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Soll-Istwert-Differenz mittels eines Proportional-Integral-Reglers in eine Stellgröße und die stellgröße indas oder die Magnetventile steuernde Impulse umgewandelt wird.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei konstanter Impulsfolge die Impulsbreite moduliert wird.
  5. 5. Verfahren nach r.nspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei konstanter Impulsbreite die Impulsfolge moduliert wird.
  6. 6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Stellgröße und/oder zum ollwert eine zum Laststrom des Brennstoffelementes bzw. der Brennstoffbatterio- proportionale Störgröße aadiert wird.
  7. 7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichmet, daß die Abhängigkeit des Istwertes von der Temperatur der Elektrolytflüssigkeit kompensiert wird. Lee rs ei t e
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