EP1295352A1 - Polymer-elektrolyt-membran, (pem)-brennstoffzelle mit heizelement, pem-brennstoffzellenanlage und verfahren zum betreiben einer pem-brennstoffzellenanlage - Google Patents

Polymer-elektrolyt-membran, (pem)-brennstoffzelle mit heizelement, pem-brennstoffzellenanlage und verfahren zum betreiben einer pem-brennstoffzellenanlage

Info

Publication number
EP1295352A1
EP1295352A1 EP01956280A EP01956280A EP1295352A1 EP 1295352 A1 EP1295352 A1 EP 1295352A1 EP 01956280 A EP01956280 A EP 01956280A EP 01956280 A EP01956280 A EP 01956280A EP 1295352 A1 EP1295352 A1 EP 1295352A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
fuel cell
heating element
pem fuel
pem
cell system
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP01956280A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Rolf BRÜCK
Jörg-Roman KONIECZNY
Meike Reizig
Joachim Grosse
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Vitesco Technologies Lohmar Verwaltungs GmbH
Siemens Corp
Original Assignee
Emitec Gesellschaft fuer Emissionstechnologie mbH
Siemens AG
Siemens Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Emitec Gesellschaft fuer Emissionstechnologie mbH, Siemens AG, Siemens Corp filed Critical Emitec Gesellschaft fuer Emissionstechnologie mbH
Publication of EP1295352A1 publication Critical patent/EP1295352A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04007—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids related to heat exchange
    • H01M8/04067—Heat exchange or temperature measuring elements, thermal insulation, e.g. heat pipes, heat pumps, fins
    • H01M8/04074—Heat exchange unit structures specially adapted for fuel cell
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04007—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids related to heat exchange
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04223—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids during start-up or shut-down; Depolarisation or activation, e.g. purging; Means for short-circuiting defective fuel cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/043—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems applied during specific periods
    • H01M8/04302—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems applied during specific periods applied during start-up
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
    • H01M8/241—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells with solid or matrix-supported electrolytes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
    • H01M8/241—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells with solid or matrix-supported electrolytes
    • H01M8/2425—High-temperature cells with solid electrolytes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells

Definitions

  • the invention relates to a PEM fuel cell with a heating element, a method for operating a PEM fuel cell system and an associated PEM fuel cell system.
  • a PEM fuel cell with an integrated heating element is known from the older, not previously published WO 00/59058 AI.
  • the heating element is first started on a cold start.
  • the disadvantage of this system is that there is no device which prevents the temperature of the fuel cell system from falling below the freezing point of the electrolyte, for example by starting the heating element. 0
  • a fuel cell battery has one electrolyte per fuel cell unit, as in the polymer electrolyte membrane (PEM) fuel cell, for example, a membrane or matrix in which the proton-conducting (eg water) and / or the self-dissociating (eg phosphoric acid) compound is bound ,
  • the membrane resistance of the PEM fuel cell increases due to the freezing of the stored water or the stored phosphoric acid , leaps and bounds by 2-3 powers of ten.
  • autothermal heating of a fuel cell unit in particular when operating the PEM fuel cell at elevated temperatures, is not possible without further measures. 5
  • either the battery, even without use, can be maier load be operated so that the temperature does not drop below freezing, or a thermal sensor can be installed so that the moment the temperature drops so far that the electrolyte resistance threatens to jump, the battery starts and the fuel cell by operation at a temperature above the freezing point of the electrolyte.
  • the object of the invention is to provide a fuel cell with a heating element, by means of which the temperature of the cell / stack is prevented from falling below a predeterminable value, and to specify an associated method.
  • the invention relates to a PEM fuel cell with at least one heating element with an integrated thermal sensor.
  • the invention also relates to a method for operating a fuel cell / a fuel cell system, in which the temperature in the cell and / or in the stack during a heating element with an integrated thermal sensor arranged in each cell and / or in at least each stack the resting phase of the system is kept essentially above the freezing point of the electrolyte.
  • the heating element is preferably made of a material that has a different resistance depending on the temperature. It is characteristic of these materials that the resistance of the material increases drastically above a certain, substance-specific temperature (reference temperature).
  • H- tr ri- Hi P ⁇ ⁇ tr pj ⁇ 4 P PJ DJ H H- PH Hi P- HN Hi cn? ⁇ - ⁇ P ri- ⁇ H- PO H- tr ⁇ rt P ⁇ rt rt tr r P H3 ⁇ rt N ⁇ s: H- rt C ⁇ l ⁇ d
  • the single figure shows a schematic representation of a fuel cell system with an exemplary illustrated fuel cell stack made up of a plurality of fuel cells which have elements for heating and for detecting the temperature and associated control and supply units.
  • a fuel cell stack is designated 1, which consists of a plurality of individual fuel cells 10, 10 ⁇ , ..., which are mechanically stacked on top of one another, but are electrically connected in series.
  • 2 is an access line and 3 is an outgoing line for operating media.
  • Operating media of this type are hydrogen (H 2 ) or hydrogen-rich gas on the one hand and oxygen (0 2 ) or ambient air on the other hand as reactants for the fuel cell reaction and furthermore a liquid coolant, in particular.
  • the individual fuel cells 10, 10, ... each have heating elements 100, 100 ⁇ , ... with integrated thermal sensors 100a, 100a ⁇ , ... not shown in detail.
  • the heating elements 100, 100 ⁇ , ... are in operative connection with a supply device which, on the one hand, detects signals from the thermal sensors 100a, 100a ⁇ , ... integrated in the heating elements 100, 100 ⁇ , ... and, on the other hand, detects the signals after processing for the temperature control of the individual fuel cells 10, 10 ⁇ , ... delivers the required energy.
  • an evaluation device 20 has a microprocessor for software-controlled evaluation of the signals supplied by the thermal sensors 100a, 100a ⁇ ,.
  • H- P ⁇ P o ⁇ cn Hi O ⁇ ⁇ H3 P ⁇ - ⁇ rt Hi rt ⁇ ⁇ P ⁇ - H- 1 Hi y 0 C ⁇ ⁇ - H- 1 rt PPP H- 3 DJ N ⁇ P ⁇ - o PP PJ H- 1 PP ⁇ rt P Hi p tr ⁇ rt rt O
  • thermal sensor or one, e.g. Thermally conductive, provided with a heating element with an integrated thermal sensor.
  • metal and / or thermally and / or electron-conductive plastic, carbon paper, fabric or the like it being possible, for example, to use a wire coated with plastic.
  • the preferred form of the heating element is of course such that it disturbs as little as possible in the component of the fuel cell unit in which it is integrated and takes as little damage as possible during normal operation.
  • the heating element as a bare metal wire, can be easily integrated both in the gas diffusion layer and in the pole plate of the respective fuel cell.
  • the wire that e.g. is covered with a thermally conductive plastic is also favorable in the electrolyte, e.g. in the polymer membrane, housed or laminated. It is advantageous if the heating element also mechanically strengthens and / or strengthens the membrane or matrix.
  • the heating element is started regardless of the operation of the fuel cell battery as soon as the temperature causes the resistance of the material to fall below the value of the applied voltage.
  • the external energy source is a rechargeable battery and / or a battery that e.g. can be recharged during operation via the fuel line system.
  • the external energy source can just as well be an electrical connection to an energy supply network, e.g. to an existing landline.
  • the heating element is integrated in one or in both gas diffusion layers of a fuel cell unit.
  • the working temperature can be reached quickly when the fuel cell system is started.

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine PEM-Brennstoffzelle mit Heiz-element, ein Verfahren zum Betreiben einer PEM-Brennstoffzel-lenanlage und eine PEM-Brennstoffzellenanlage. Das Heizelement hat einen integrierten Thermosensor, so dass im Wesentlichen das Absinken der Temperatur der Anlage/der Zelle unter den Gefrierpunkt des Elektrolyten verhindert werden kann.

Description

POLYMER-ELEKTROLYT-MEMBRAN(PEM) - BRENNSTOFFZELLE MIT HEIZELEMENT, PEM-BRENNSTOFFZELLENANLAGE UND VERFAHREN ZUM BETREIBEN EINER PEM-BRENNSTOFFZELLENANLAGE
Die Erfindung bezieht sich auf eine PEM-Brennstoffzelle mit Heizelement, ein Verfahren zum Betreiben einer PEM-Brennstoffzellenanlage und eine zugehörige PEM-Brennstoffzellen- 0 anl ge.
Bekannt ist aus der älteren, nicht vorveröffentlichten WO 00/59058 AI eine PEM-Brennstoffzelle mit integriertem Heizelement. Dabei wird beim Kaltstart zunächst das Heiz- 5 element gestartet. Nachteilig an diesem System ist, dass keine Vorrichtung vorhanden ist, die das Absinken der Temperatur der Brennstoffzellenanlage unter den Gefrierpunkt des Elektrolyten, beispielsweise durch Starten des Heizelements, verhindert. 0
Eine BrennstoffZellenbatterie besitzt pro Brennstoffzellen- einheit einen Elektrolyten, wie bei der Polymer-Elektrolyt- Membran (PEM) -Brennstoffzelle beispielsweise eine Membran oder Matrix, in der die protonenleitende (z.B. Wasser) und/oder 5 die eigendissoziierende (z.B. Phosphorsäure) Verbindung gebunden ist. Bei einer Temperatur unter 0°C bei Verwendung von Wasser als Elektrolyt und bei einer Temperatur von ca. 42°C bei Verwendung von Phosphorsäure als Elektrolyt steigt der Membranwiderstand der PEM-Brennstoffzelle, bedingt durch das 0 Einfrieren des gespeicherten Wassers bzw. der gespeicherten Phosphorsäure, sprunghaft um 2-3 Zehnerpotenzen an. Dadurch wird ein autothermes Aufheizen einer BrennstoffZelleneinheit, insbesondere beim Betreiben der PEM-Brennstoffzelle bei erhöhten Temperaturen, nicht ohne weitere Maßnahmen möglich. 5
Um dieses Problem zu lösen, kann bei niedriger Temperatur der Umgebung, entweder die Batterie, auch ohne Nutzung, bei mini- maier Last betrieben werden, damit die Temperatur nicht unter den Gefrierpunkt fällt, oder es kann ein Thermofühler eingebaut werden, so dass in dem Moment, wo die Temperatur so weit sinkt, dass der Elektrolytwiderstand sprunghaft anzusteigen droht, die Batterie anspringt und durch Betrieb die Brennstoffzelle auf einer Temperatur oberhalb des Gefrierpunkts des Elektrolyten bringt.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Brennstoffzelle mit einem Heizelement zu schaffen, durch das ein Absinken der Temperatur der Zelle/des Stacks unter einen vorgebbaren Wert verhindert wird, und ein zugehöriges Verfahren anzugeben.
Die Aufgabe ist bei einer Brennstoffzelle der eingangs ge- nannten Art erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1, bei einer kompletten BrennstoffZeilenanlage durch die Merkmale des Patentanspruches 9 und bei einem Verfahren zum Betreiben einer BrennstoffZellenanlage durch- die Maßnahmen eines der Patentansprüche 5 bzw. 14 gelöst. Weiter- bildungen sind in den jeweils abhängigen Ansprüchen angegeben.
Gegenstand der Erfindung ist eine PEM-Brennstoffzelle mit zumindest einem Heizelement mit integriertem Thermosensor. Au- ßerdem ist Gegenstand der Erfindung ein Verfahren zum Betrieb einer Brennstoffzelle/einer BrennstoffZellenanlage, bei dem über ein, in jeder Zelle und/oder in zumindest jedem Stack, angeordnetes Heizelement mit integriertem Thermosensor die Temperatur in der Zelle und/oder in dem Stack während der Ru- hephase des Systems im Wesentlichen oberhalb des Gefrierpunkts des Elektrolyten gehalten wird.
Das Heizelement ist bevorzugt aus einem Material, das je nach Temperatur einen unterschiedlichen Widerstand hat. Charakte- ristisch ist bei diesen Werkstoffen, dass oberhalb einer bestimmten, stoffspezifischen Temperatur (Referenztemperatur) der Widerstand des Materials drastisch ansteigt. cυ ) N3 t cπ o c_n o Cπ o Cπ
H- < s p. Dd ri- fi H 13 CΛ H- P tr 3 Φ t? 3 J cn cn α CΛ rt ESI DJ Ω P U3 P. i m CΛ Dd j≡S o φ H- φ φ H Φ J Φ o P φ P Φ Φ H- H- O H Φ rt H- ^< H Φ tr 4 P H- P- Φ rt Φ
H H r Cfl ri- O CΛ rt Ü tr rt H Hi α CΛ P P CΛ rt P PJ φ CΛ O H cn Φ P. rt Φ 3 O H-
P f-1 H et P P> Φ Φ cn Φ H- cn P rt H-1 Ω H ^^ rt 13 Hi CΛ
O H- 3 SJ H- •<: et H rt o uq g Φ P φ N K P u3 O ^ Φ > Φ 4 o Φ 3 Φ Hi 13 ri Φ o H- H- Φ rr Φ P CΛ H H- rt P s: φ CΛ φ H DJ: 3 rt P) H H- H Φ H-
3 vQ tr 3 H tr Φ P Φ H CΛ H- P Φ Φ H- o p Hi H3 tr CΛ Φ H- Φ Φ rt DJ Φ
PJ Φ H- i cn P 13 P » Φ Φ Φ rt Φ H- N H _ P φ H- P 3 rt 3 Hi P rt 3 H-
H P f-1 s: P ri- Φ rt P H H- Dd P rt Φ " S P 3 q tr Φ 13 O H P H- Φ
CD φ Φ P Φ Φ ι-5 Λ rt P PJ fi Φ PJ ? 13 ? Φ Hi ≤ rt Φ P. rr H-- Hj rt
P Φ P CΛ ^ 3 P J 13 H- Φ φ P DJ P H- Φ rt rt Φ φ H- PJ: Φ • H Φ H- Φ Φ Hi
P Φ n 13 rt rt H Φ cn 3 P rt tr P 3 Φ H- H P- H cn PJ Hi Φ 3 tr p:
£ P ιQ Φ cn P H- o Φ φ Q, H- Φ H 0 PJ rt s: H Φ α rt Hj Φ I O o Hj
CΛ M ri- H H 13 H O 1 H_ ffi H- H- 3 P H- P rt Φ rt P PJ P PJ rt P o tr rr H s: r-1 P) PJ H tr P" φ -* Φ Φ rt PJ P P- P rt 3 H P rt φ Φ &
O Hi H- rr H- et tr DJ Φ H- H- CΛ H-1 tr Hj Φ H- H- Ώ, cn Φ Hi 3 H-
13 H- P n ω P n Φ CΛ H N <! P 3 Φ ω u s: H- rt - φ H- P Hi Φ
P P- PJ H tr H- H- CΛ 3 o P> Φ W H- J N N O O D> -> P H- 13 CΛ
PJ P. P Φ et Φ PJ Λ o H Hi CΛ 3 rt P φ P S Φ tr s: cn φ Ω o Φ
0 P P P Φ s; P T3 φ CΛ PJ CΛ Φ n H- DJ H P Φ H- ιq O H- CΛ
P. P ^Q cn H- tr rt H- CΛ Φ P" H- tr 3 H- p- O 3 rt tr H P H u rt P Φ H- S ιQ O ü s: Φ O Φ P rt Φ w Φ φ P 4 Φ Φ O: O P. Φ Φ CΛ P rt D>
Q tr CΛ H- H- 3 DJ CΛ iQ φ H- P rt P) P CΛ P4 tr P H- P o P* riH- rt o H- Φ Φ et φ CΛ PJ CΛ P O iQ rf H- N rt- Φ Φ CΛ H- rt H- Φ N O: <! Φ rf 3 H H DJ α 13 rt s: rt H Φ • P Φ iQ CΛ rt Φ PJ Φ p. O ri Φ CΛ ? tr ll φ Hi
P" O PJ Φ H- H- φ O s: φ P n H P H-" 3 H- 4 H 13 PJ Φ P H- _ < Tf P> t tr H Φ CΛ H- 3 H- H- Dd Φ H- ^ P CΛ Φ rt Φ Φ J P H Tl PJ
PJ o M Λ Φ O Cß PJ CΛ O φ N Φ H- Φ K P M H- 3 P P φ H3 H-1
P" H g tr H- φ CΛ - Φ rt rt ^r H- s: P P H φ §: H- P CΛ P Ω Φ P H n Φ H- n P- 1 P H- S H- φ CΛ Φ rt H- H- P Φ rt P PJ P P p: - — - 3 Φ Lύ tr φ Dd tr P) P Φ P> 1 CΛ Q. h-1 13 H- Φ N Φ H P- H PJ rt rt rt P tr <! 13 P
CD l-i H Φ φ <P H- tr Ω PJ rt H- Φ α 3 Φ H- H- ιp H Φ ιQ Φ DJ Φ r+ ιQ Φ CΛ H CΛ φ CΛ ^Q P- tr P φ (Q H- PJ H P ri H- rt H N Hi INI H CΛ
H H P CΛ Φ Φ Φ P CΛ Φ H1 CΛ m Φ H- Φ Φ N α P Φ Φ • P> H-
H- P P Q Φ o 03 H σ φ CΛ rt n PJ • 0 K P J Φ P PJ H- P. P Dd rt P
Φ P ω φ H- H- tr n Φ PJ H- ≤ H rt PJ Φ Φ Φ rt Φ H- Φ cn tr P H- N • P P, tr P- ri- Hi φ P DJ Φ P4 O H- P P Φ φ p: P H P H- α Hi rt P cn Φ ^5 φ H
O i-i H 3 PJ 13 • H- P o cn 3 rt N H- tr H- Φ DJ f 1 W iQ CΛ Hi H- ι-3 £ rt rt φ Φ CΛ P w o Φ φ p: H P. O P. N cn Sl φ O H-
CD rt Hi φ Φ PJ Φ Q rt H- H- H- ö Φ rt Φ cn 3 cn tr PJ Φ Φ H- Φ rt J cn H Φ φ
3 Φ N H X rt Φ Φ 3 P P PJ Φ tr H- Φ H- Φ Φ Φ P cn Hh Φ P Φ tr DJ Hi
CD p- Φ 13 13 H- Hi rt P) Φ CΛ ? P φ P P rt 3 3 l-i o Hi H H-1 P- 3 Hi CΛ
H- ri- P Φ 3 s; H H CΛ PJ cn φ cn Φ tr Dd H- ι-3 tr H« Φ H- H- O
P P H P H- H- P Φ rt M P M rt 3 O H- P' ^ P- Hj Φ Φ Φ rt H CΛ N ιp r Φ S D 3 H Φ P P <! Φ φ P Φ H P rt DJ Φ 3 Φ Hi 3 tQ Φ Ω H- φ
• rt rr p. H o P H- Φ P4 rt rt P H- P 13 13 H- s: cn H- tr Φ P
Φ ω P • 13 Dd H Φ N φ 3 rt Φ ? * Φ PJ H-1 P P P Φ P φ 3 Φ P PJ
M H r> H Φ P tr Φ ιq H Φ H- Φ • 3 PJ U3 P φ H- cn P H P H S rt P
H- H- H ö P Φ rt φ ιQ H P P 13 P H cn DJ H- 3 rt K PJ rt P. PJ W sl Φ P
P cxi Φ H- H- ?T H- H vQ Φ Φ rt 5 Φ P H- M ιQ H- O rt rt φ rt H Φ P rt φ φ Λ Φ ^ Φ rt H- φ 1-5 3 H3 Φ M H Φ φ CΛ Φ Φ Hi P tr P Φ H- H Φ
H- tr ri- Hi P Φ Φ tr pj: Φ 4 P PJ DJ H H- P H Hi P- H N Hi cn ? ^-^ P ri- Φ H- P O H- tr φ rt P φ rt rt tr r P H3 φ rt N Φ s: H- rt CΛ l ^d
SD: H H- N P ?v 13 Φ P CΛ P rt H CΛ Φ P Φ Φ Φ P Φ cn H- tr PJ PJ rt O Sl
P PJ • H- ri- rt CΛ Φ rt φ PJ 3 o ιQ H ι-i 3 3 Φ £. H-1 P Φ H-1 O ω Φ Q ff α öd Φ H- H- Φ P P 3 o P ι-i 1 fi S! H- (-" H s: H- cn H-1 Hi H- >-i
Φ 3 Φ • 1-5 O 3 M ä U3 H- Hi H- PJ H3 P- 3 H- H Φ H-1 P H- 1 Hi rt ? i Φ H et P PJ ^ 13 HE Φ rt p: Φ Φ P p- Φ O P. P Φ Φ Φ , Φ H- 1 ω P tr Φ Φ φ 1 tr H H O Φ Hi 1 φ 1 ff H P- <i
Φ Φ P 1 1 P rt tr H 1 ri l φ φ
H- 1 1 1 1 1 H 1
cυ l M H-1 H-1
Cπ o Cπ O Cπ Cπ
Dd H3 Dd Dd P. Hi tr φ P H-1 < α P cn Φ rt P- Dd P. CΛ cn & 13 M H- N tö
Φ φ φ φ φ Φ φ Φ H- H-1 P Φ φ Φ Φ rt Hi Φ Φ Φ Φ H- φ Φ P PJ tr 3 P P P
3 <! H- H- rr ri Hj H- Ω φ P . H H O p- υn tr <l H cn P P CΛ Hi P Φ ω H-1 4
O H-1 P rt ff 3 ι P tr I M Hi O: H O rt α DJ ^P tr P CΛ Ω DJ φ
K Hi H-1 P. H- Dd Φ H Φ Φ \ — - H- Dd !-• Hi tr H- H P- ?ö H-1 M rt H- cn rt tr P 13 φ N DJ Φ Φ Hj P P H P Hi Φ N Φ Φ P- N PJ P H- <! H-1 P P cn O P) H-1 tr ff
H- P CΛ Hj tr φ tr CΛ et P φ Ω φ P H p: P cn 4 Ω O Φ H P Ω H- cn J
N > et cn P ι Φ 13 Φ s; P P rt M • rt P ι Φ tr P W N i*r f Φ cn
Φ rt H P Φ rt PJ tr Hj μ- P P Hj H-1 P rt Dd 13 Φ rt H- ^ P DJ &o P, Φ
N K Φ cn H P P Φ l Φ ιP cn O Φ H ≤ P P4 P^ α H P P Φ Φ
Φ c! 3 o 3
W S H- rt H- H- P H- H- rt P P Φ P H- Φ PJ Φ O P, P P P CΛ P.
3 DJ p 1 cn O P Φ P cn Φ tr INI O Φ cn Hj P cn P cn H H CΛ φ m α "> Φ
Φ P H- Dd rt Hi ι tr P 13 Φ P Hl H- tr α P, rt P Φ 3 * rt Hi H φ ^ ^3 cn
P P P H P Hb Φ P ιp H- < H- Hi \> P φ Φ cn H- t? rt PJ Hj cn o s: Di rt Φ P N DJ cn Φ Φ ω Φ N cn P cn P cn P, rt α rt Hj Φ Ω tr φ tr ^3
Φ P iQ Φ Φ H ,P H-1 P 13 H- Φ cn φ O Ω PJ O Φ P Hi P f Φ H- <J Φ H- P PJ
Φ H- cn P H-" p P CΛ cn H- P h-1 Φ Hj P w tr cn Hi cn 3 H- H- Ω O P H-1 N ff
H- Φ rt CΛ Φ Φ Φ Φ 3 o φ Φ H-1 9 4 PJ 3 Hi Hi P hh μ. tr H Φ H
P CΛ rt H- Φ ? H-" Φ H H Φ & PJ Φ P J K N CΛ PJ & PJ: P tr Φ W H- P. P N
1 Φ Φ O P P rt α H-1 H- > cn H-1 P P H-1 φ φ • cn P H-1 Φ P O P PJ ι Φ
H- Hti ι ι-j Φ Φ CΛ rt s: O J >< tr Φ H- H-1 cn cn P H-1 α cn s P P' P
P M P Hi Φ P H- P Φ φ α P N rt rt ι rt Φ o P- p P DJ ι
P P Φ N cn P cn PJ => H- Φ O II cn o cn Φ Φ Φ • • H P φ Φ Φ cn φ cn Φ Φ Ω Dd P PJ H- CΛ Hi Hj Φ O 4 O P 3 α H P Hj P- rt
H H-1 et ff K ι P P Φ & s Hj P Φ cn cn P ö tSJ Φ H- Φ
PJ <P H3 N - Φ φ φ P. 3 Φ H φ α 3 ^ P H- φ H K LSI φ P N tr H- Φ Φ et PJ P cn • Φ Φ P g PJ Φ cn s: Ω Φ H-« CΛ φ P. Φ CΛ • ι Φ H- P 3 P1 P Ω Φ H- tr tr φ P-, α cn P rt H- tr cn H-1 H- DJ H-1 tHl Dd
Φ Λ H-1 DJ s; H- Φ n tr P N P H PJ s DJ J cn rt φ H Φ Φ rt N cn H-1 H H- • cn P cn P H- r H- rt }-• P Φ φ H PJ & cn cn 3 P. < H- H-1 cn Φ P1 CΛ J-»
Ω Φ P cn O o CΛ ri H H-1 Hj Φ Φ H P Φ Φ J rt CΛ ff H-1 P. PJ N rt Hi cn rt Dd φ cn cn DJ K <! cn Φ PJ P- H P Hi H- H- P H rt
PJ H-1 Φ ι P P Hi cn J CΛ PJ H φ P Φ o HJ P H- ≤ rt rt Φ cn P H- rt <l H-
Φ H Φ 3 P N φ Ω rt rt H- s: 1 H- H-" N DJ cn Φ Φ H Φ P rt Ω P o -> rt ιQ Φ P i H rt CΛ P Φ M N P • H ιp P Φ H P ιp P4 P P H
Φ O ΪEd W ω H • o Φ 13 • cn H-" Φ 3 Dd rt Φ N & 3 tr > P DJ rt ιp cn rt p PJ Ω N H" P 3 H PJ Φ φ φ • cn Φ P φ PJ P iQ P P. rt
Φ P PJ P Φ ö P <! H- P ö P w Φ P Λ* O H- P H-1 P N 3 Φ H- PJ
Hj DJ P P H P H- P- φ Φ P DJ rt rt 3 H- O tr rt P tr Φ Φ H- Φ P
Φ ^P φ PJ Φ \ H ^ P cn H-1 H Φ P 3 J cn P P tr W 4 P cn l-i Φ s: P cn o cn P H- O P Φ 13 H-1 13 P. rt Φ P H Φ Φ N φ PJ H-1 Φ H-1 P. o <! "3 K Ω P- rt cn C DJ rt PJ φ Φ Φ H- H Hj P Φ
Φ Hi ιQ cn φ H- PJ tr φ H o cn φ tr Φ Φ ? Φ P cn > cn 3 3 N s: H-
P Φ Φ P rt ι Φ H ip P 1 H- Φ P tr C P rt rt P P 13 Φ : S ^ rt
P CΛ K Φ Φ P- P N ω 1 Φ H-1 Φ Dd cn Q Φ 3 P P H- O Φ
13 Φ M P φ PJ P α P Φ M H- φ t?d PJ H- Φ P Φ K J cn P Hj P cn <! Φ H- H Φ N P P LP Φ P ^ H- ? H-1 P cn tr v J Hi PJ Ω rsi Ω 3
O φ H- N Hj P P rt H P, Φ P P d rt Φ cn rt Φ K tr H rt tr φ tr φ P s:
H CΛ Φ Φ P Φ Φ H- 3 P P" H H fV ^P • N H- 3 H- P H- φ CΛ H PJ: - tr rt H-1 H- > J: rt H- CΛ Φ H Φ V Φ S O rt Φ Φ Hi Φ φ H PJ rt P rt H- ff
PJ H- Φ Ω P Ω P rt cn P P rt H- 1 H tr H- Hi N Hj Φ P ω cn rt Φ H ω P 3 tr Hi P" φ Φ rt H- rt Dd ! O H- Ω φ P 13 P Hfl 13 s: Φ Hj Φ
CΛ P. Φ Φ Φ PJ cn P- 3 O H rt H-1 H-1 P1 CΛ cn P DJ Φ 3 P P
P P P P φ rt PJ N DJ H- ^ tr P ^-^ Φ Φ > P rr P P,
5 α P P 13 P P. tr P rt H- cn P CΛ rt H- DJ cn IS P P rt Φ φ PJ: -T H- Φ P rt Φ ι
Φ <P Φ α N υq CΛ cn Φ rt rt φ P Φ rt et H- P rt Φ Hj φ P φ
H- P Φ P Φ P : ffi CΛ & Φ H 1 N P « 3 P- Φ P H- DJ PJ H-
N P Hj P h-1 rt φ 13 P Φ H- e P Φ ω H3 ^ cn rt P P
P Hj LQ H- H- N H- PJ φ H- H-" H H- H- Φ p: Φ rt P cn φ Ω Φ φ 1 IS1 P P J P P φ 3 tr rt Hj 1 CΛ tr 1 1 1 1 Φ 1 1 1 1 1 1
vorhersehbaren längeren Ruhephasen des Systems nicht unnötig Energie verbraucht wird.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Figurenbeschreibung eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Patentansprüchen. Die einzige Figur zeigt in sc ematischer Darstellung eine Brennstoffzel- lenanlage mit einem beispielhaft dargestellten Brennstoffzel- lenstack aus einer Mehrzahl von Brennstoffzellen, die Ele en- te zum Heizen und zum Erfassen der Temperatur und zugehörige Steuer- und Versorgungseinheiten aufweisen.
In der Figur ist ein Brennstoffzellenstapel mit 1 bezeichnet, der aus einer Vielzahl einzelner Brennstoffzellen 10, 10 Λ, ... besteht, die mechanisch aufeinandergestapelt, elektrisch aber hintereinandergeschaltet sind. Mit 2 ist eine Zugangsleitung und mit 3 eine Abgangsleitung für Betriebsmedien bezeichnet. Solche Betriebsmedien sind Wasserstoff (H2) oder wasserstoffreiches Gas einerseits sowie Sauerstoff (02) oder Umgebungsluft andererseits als Reaktanden für die Brennstoffzellenreaktion und weiterhin ein insbesondere flüssiges Kühlmittel .
In der Figur sind den einzelnen Brennstoffzellen 10, 10 , ... jeweils Heizelemente 100, 100 Λ, ... mit nicht im einzelnen dargestellten, integrierten Ther osensoren 100a, 100a Λ, ... zugeordnet. Die Heizelemente 100, 100 Λ, ... sind mit einer Versorgungseinrichtung in Wirkverbindung, die einerseits Signale der in den Heizelementen 100, 100λ, ... integrierten Thermosensoren 100a, 100aΛ, ... erfasst und andererseits nach Verarbeitung der Signale die für die Temperierung der einzelnen Brennstoffzellen 10, 10 λ, ... jeweils erforderliche Energie liefert. Dafür hat ein Auswertegerät 20 einen Mikroprozessor zur software-gesteuerten Auswertung der von den Ther- mosensoren 100a, 100aλ, ... gelieferten Signale. Weiterhin ist eine Einheit 30 zur Spannungs- bzw. Stromversorgung zur Bereitstellung von elektrischer Energie mit einzelnen, den
P ≥! rt g cn PJ ff Dd H cn μ- PJ DJ Ω H3 > cn Q N N P <! H3 Φ S ^ μ> Φ , t
P P> Φ μ- PJ et P PJ P P Ω CΛ H-1 tr ff ff !-• rt P φ Φ Φ φ o Φ μ- μ- μ- o O • φ
Ω P o r O Ω P Φ ff rt CΛ ff Φ Φ cn PJ P ?r P 3 P rt vq o Φ • μ-
•^ ff P Φ Hh ff α P LJ. Φ DJ: P rt 13 rt ιq 13 N P • ^ 3 N o H- P Hi φ P Φ P μ- M P t?d 3 ^ μ- 13 Φ Φ μ- P- φ Φ Φ Φ P Φ < Φ
P, Φ P α μ- INI <1 P CΛ P Φ <P H o Φ o Φ P P <i μ- iP P μ- H1 • P o φ H- Φ PJ Φ o et Φ P1 cn μ- μ- φ CΛ Φ P P Φ Φ PJ P P P O • rt P Φ
P P t P H-> H O P Φ tr N ιP 3 Φ μ- PJ: P X tr rt Φ φ μ- O • Φ ff 3
Φ φ rt C-I Hi μ- φ Φ ?v Φ P ^ P N P φ P H3 Φ P P P Ω DJ φ
PJ P μ- L_J. P Φ Φ Φ Hh Dd cn cn M φ P cn P Φ P P P φ P P ff 3 H-1 P P
P P Φ P P μ- N P rt O Φ μ- rt O φ cn P. Ω 3 Φ Dd cn rt O.- o P. rt
> φ X φ P Φ Φ P P 3 rt Φ P rt m PJ Φ ff 13 3 N P o • LP o Φ Φ
P- P H φ μ- ff PJ P P Φ Φ φ ö μ- P N Φ P φ PJ • M P φ CΛ μ- α P PJ Ω P LP Φ P , tr cn 3 3 φ P P > P o P μ- H-1
P Hi ≤ μ- ff Hi ff Φ cn φ P rt φ μ- μ- K 13 Φ Q. Hi J H P P ff ω Ω H-1 0 p: Φ μ- φ φ rt P rt P Φ CΛ Φ P Φ Φ P 3 μ- P= rt iP Φ cn Φ Lq Φ ff O §: 0 tP ff μ- ( μ- > DJ O P rt P. μ- P ιP μ- Φ ff P o ιP rt P φ μ- O O φ P CΛ Φ hr] rt cn P P Hi 3 tr P TJ φ N PJ φ rt P P P Φ O Hi P μ- 3
H- P Φ P o φ cn Hi O: Φ α H3 P μ- Φ rt Hi rt φ Φ P μ- H-1 Hi y 0 CΛ μ- H-1 rt P P P H- 3 DJ N ιP μ- o P P PJ H-1 P P φ rt P Hi p tr Φ rt rt O
P ι P. Dd 3 P P DJ φ o 1 P cn Φ P tß Φ CΛ • ι &J • N o P μ- • • O
P CΛ φ H et CD Φ μ- P- s P tr 3 <! et P rt φ p Φ P rt ιq • φ » ι Hi P φ Φ H-1 Ω Φ φ DJ Hi φ Φ φ Φ φ Dd H-1 P Cd H-1 & Φ • μ-
Φ o P Φ P 3 μ- φ ff P P rt ι cn P P P P φ P cn cn H-1 P μ- P Cd P
P P P CΛ N φ Φ CΛ P • Φ P O rt rt μ- P Φ P CΛ φ cn μ- Φ •
3 3 CΛ P ff CΛ rt φ < H3 P P P Φ Φ Φ cn P cn v 3 cn P P rt P P •
Hi et EU tr P μ- Φ φ μ- P α μ- P φ P 13 θ: μ- LP • IV μ- •
Φ H- DJ O Φ H Φ Φ N P P 3 PJ P Φ H-1 H-" Φ Ω P- μ- & LP P μ- tϋ PJ P. P
P cn P Hi μ- μ- P μ- P ff ιP 13 H-" P o P P ff φ φ H-1 & P Φ φ P φ N et <P Hi N P φ P 3 φ φ CΛ P. Φ o P N α P μ- P. P LP P P μ- P cn ^1 N Φ ιp N μ- μ- Φ P Φ ^ u L μ- μ- cn Ω H3 μ- LP <! L p PJ P. Φ Φ EU Φ P rt μ- PJ , P Tl Φ i Φ K ff φ < μ- φ DJ φ μ- φ
H-1 3 Φ H-1 Φ P φ μ- tr P P μ-
• α Ω rt μ- H3 φ 3 φ φ • 0
PJ Hi 3 μ- P Φ P ff P Φ CΛ o O P φ Dd H-1 μ- μ- M 13 P- rt Ω P P P P H- Φ φ N Φ CΛ P CΛ P 13 1 O S! μ- P Φ cn N < φ P < ff N Φ ,
Φ 3 Cd P P σ Φ P et P- « cn S Φ M -" PJ P Φ rt φ φ o P φ CΛ o Φ P
H PJ rt μ- t-1 ^^ Φ Φ O: ESI P cn P N P PJ H-" μ- P Hh φ
DJ s! Hi P cn φ Φ EU Φ O μ- P ( μ- Φ rt PJ P Φ tr φ rt rt H-1 Ω ff p: P Φ rt
P DJ μ- H-1 3 φ μ- P. CΛ CΛ (-■ Hi 3 • Φ 3 cn P φ 3 Φ P ff PJ P Φ Φ
Ω CΛ P J cn Φ μ- P φ Φ o μ- μ- φ • P φ rt μ- Φ μ- P J P P jjj P ff CΛ α ιP μ- & P N P P Ω CΛ P • o N P h-1 P P P. . CJ. p
Φ P φ P N rt Φ tu ι ff Ω rt H-1 Ijd Hl s: ff rt ff Φ Hi μ- φ Φ Dd cn CΛ
Φ P P Q, PJ Φ φ μ- φ N w ff Φ 3 P): p Hl PJ P Φ PJ ιq φ P P rt O
H- <! ι DJ ff φ μ- P P P φ φ μ- S> CΛ N P P Hi φ Φ Φ Φ Φ ff
P o tr <l μ- 3 N μ- μ- P <l rt rt rt φ N P ιp rt μ- g cn cn P P DJ
P r ff O P φ Φ C . P Hi rt O • Φ μ- φ P P P O: φ P Φ H-"
EU P φ pj: P P H-1 Φ ^q P H3 P μ- P L P P μ- P φ LP μ- tu cn P rt
Φ DJ ιp P φ et Φ φ P Φ ι P Φ Φ rt 13 n "3 h-1 P φ r P Φ
H- rt P ^P p. μ- μ- CΛ 3 Φ P ι ιp 3 Φ et P P ω 13 et φ μ- >« μ- o P P
N CΛ φ μ- Φ Φ P φ 3 μ- 13 cn Φ P P Dd Φ P o Ω N Hi LP P
Φ tr P ι P φ t P φ Φ Φ Φ Φ LP P CJ. Φ P P μ- P ff s: Φ Hi
H-1 φ N cn P DJ rt CΛ P μ- P ff P L φ P Φ P PJ LP ?r PJ H-" N o
Φ ff φ P t Hj P et φ φ Ω PJ Φ μ- t. P P φ cn P φ Φ CΛ Φ φ Φ H-1
3 pj: P P O O: Dd P DJ W P ff rt P φ Φ φ cn P μ- tr Ω L μ-
• 3 P φ f-J P & P O Ω rt • Φ P • P μ- μ- rt cn cn Φ ff φ rt μ- Φ H-1
P rt cn φ φ Φ P T P P P rt P o rt φ cn tr > P P Φ tu (JO rt Φ ω rt P CΛ 1 μ- ö 3 l CΛ Φ Φ cn Hi O o P Φ rt P Φ H-1
P o P P α 1 μ- DJ o 3 Hi Hi cn P PJ P a μ-
3 P α 1 Φ Φ ÖD H N 1 Hi φ Ω Φ μ- Φ H-1 N
H- 1 fr PJ P ω Φ 1 P 1 l φ ff φ P O 1 rt 1 Λ P 1
integriertem Thermosensor oder eine, z.B. wärmeleitende, Um- antelung mit einem Heizelement mit integriertem Thermosensor vorgesehen.
Als bevorzugte Materialien seien genannt: Metall und/oder wärme- und/oder elektronenleitfähiger Kunststoff, Kohlepapier, Gewebe oder ähnliches, wobei ein mit Kunststoff ummantelter Draht beispielsweise eingesetzt werden kann.
Die bevorzugte Form des Heizelements ist naturgemäß so, dass sie in dem Bauteil der Brennstoffzelleneinheit, in dem sie integriert ist, möglichst wenig stört und während des normalen Betriebs möglichst wenig Schaden nimmt. So ist das Heizelement als blanker Metall-Draht sowohl in der Gasdiffu- sionsschicht als auch in der Polplatte der jeweiligen Brennstoffzelle gut zu integrieren. Der Draht, der z.B. mit einem wärmeleitfähigen Kunststoff überzogen ist, ist auch günstig im Elektrolyten, wie z.B. in der Polymer-Membran, untergebracht oder einlaminiert. Dabei ist es vorteilhaft, wenn das Heizelement die Membran oder Matrix auch mechanisch festigt und/oder stärkt.
Das Heizelement wird unabhängig vom Betrieb der Brennstoffzellenbatterie gestartet, sobald die Temperatur bewirkt, dass der Widerstand des Materials unter den Wert der angelegten Spannung fällt.
Die externe Energiequelle ist nach einer Ausgestaltung ein Akku und/oder eine Batterie, die z.B. während des Betriebs über die BrennstoffZeilenanlage wieder aufladbar ist. Die externe Energiequelle kann aber genauso gut ein elektrischer Anschluss an ein Energieversogungsnetz, z.B. an ein vorhandenes Festnetz, sein.
Nach einer spezifischen Ausführungsform der Erfindung ist das Heizelement in einem oder in beiden Gasdiffusionschichten einer Brennstoffzelleneinheit integriert. c o tv> f H-1 H-1
Cπ o Cn o Cn σ Cπ
erfindungsgemäßen Sinne kann beim Starten der Brennstoffzel- lenanlage die Arbeitstemperatur schnell erreicht werden.

Claims

Patentansprüche
1. PEM-Brennstoffzelle mit zumindest einem Heizelement (100, 100 ...) mit integriertem Thermosensor (100a, 100a λ,...).
2. PEM-Brennstoffzelle nach Anspruch 1, bei der das Heizelement (100, 100 v, ...) derart kompakt ausgebildet ist, dass es in einer einzelnen Membran-Elektroden-Einheit (MEA) anor- denbar ist.
3. PEM-Brennstoffzelle nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der das Heizelement (100, 100 , ...) an ein Steuergerät
(20) angeschlossen ist.
4. PEM-Brennstoffzelle nach Anspruch 3, bei dem das Heizelement durch ein selbststeuerndes PTC-Element gebildet ist.
5. Verfahren zum Betrieb einer Brennstoffzellenanlage, mit wenigstens einem als Stapel (Stack) aus einzelnen Brennstoff- zellen gebildeten Brennstoffzellenmodul, wobei dem über ein, in jeder Zelle und/oder in zumindest jedem Stack, angeordnetes Heizelement mit integriertem Thermosensor die Temperatur in der Zelle und/oder in dem Stack während oder nach einer Ruhephase des Systems im Wesentlichen oberhalb des Gefrier- punkts des Elektrolyten gehalten wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei beim Kaltstart selektiv hochgeheizt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder Anspruch 6, bei dem das wenigstens eine Heizelement von einem Steuergerät derart angesteuert wird, dass es automatisch bei einer vorgegebenen Temperatur, ein- und/oder abgeschaltet wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem eine Mehrzahl von Heizelementen gruppenweise angesteuert werden.
9. PEM-Brennstoffzellenanlage mit zumindest einem Heizelement mit integriertem Thermosensor, das angeeigneter Stelle in der Membran-Elektroden-Einheit (MEA) der Brennstoffzelle angeordnet ist.
10. PEM-Brennstoffzellenanlage nach Anspruch 9, wobei das zumindest eine Heizelement an ein Steuergerät angeschlossen ist.
11. PEM-Brennstoffzellenanlage nach einem der Ansprüche 9 oder 10, wobei das Heizelement zur Stromversorgung zumindest an den Stack und/oder an eine zusätzliche Spannungsquelle angeschlossen ist.
12. PEM-Brennstoffzellenanlage nach einem der vorstehenden Ansprüche 9 bis 11, bei dem das Heizelement durch Teillast zumindest eines Teils der Anlage gespeist wird.
13. PEM-Brennstoffzellenanlage nach einem der vorstehenden Ansprüche 8 bis 12, mit einem dem BrennstoffZellenmodul zugeordneten Wasserbehälter, bei der der Wasservorratsbehälter und/oder Leitungen der Anlage mit einem Heizelement mit integriertem Thermosensor ausgerüstet sind.
14. Verwendung der PEM-Brennstoffzelle nach einem der Ansprüche 1 bis 4 bzw. der PEM-Brennstoffzellenanlage nach einem der Ansprüche 9 bis 13 bei gegenüber üblichen Betriebstemperaturen erhöhten Arbeitstemperaturen, vorzugsweise zwischen 80 und 250°C.
EP01956280A 2000-06-26 2001-06-22 Polymer-elektrolyt-membran, (pem)-brennstoffzelle mit heizelement, pem-brennstoffzellenanlage und verfahren zum betreiben einer pem-brennstoffzellenanlage Withdrawn EP1295352A1 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10031062A DE10031062A1 (de) 2000-06-26 2000-06-26 Polymer-Elektrolyt-Membran(PEM)-Brennstoffzelle mit Heizelement,PEM-Brennstoffzellenanlage und Verfahren zum Betreiben einer PEM-Brennstoffzellenanlage
DE10031062 2000-06-26
PCT/DE2001/002305 WO2002001662A1 (de) 2000-06-26 2001-06-22 Polymer-elektrolyt-membran(pem) - brennstoffzelle mit heizelement, pem-brennstoffzellenanlage und verfahren zum betreiben einer pem-brennstoffzellenanlage

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP1295352A1 true EP1295352A1 (de) 2003-03-26

Family

ID=7646831

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP01956280A Withdrawn EP1295352A1 (de) 2000-06-26 2001-06-22 Polymer-elektrolyt-membran, (pem)-brennstoffzelle mit heizelement, pem-brennstoffzellenanlage und verfahren zum betreiben einer pem-brennstoffzellenanlage

Country Status (6)

Country Link
US (2) US20030129461A1 (de)
EP (1) EP1295352A1 (de)
JP (1) JP2004502282A (de)
CA (1) CA2414591A1 (de)
DE (1) DE10031062A1 (de)
WO (1) WO2002001662A1 (de)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6737182B2 (en) * 2001-06-18 2004-05-18 Delphi Technologies, Inc. Heated interconnect
US6821666B2 (en) * 2001-09-28 2004-11-23 The Regents Of The Univerosity Of California Method of forming a package for mems-based fuel cell
US6955861B2 (en) 2002-02-27 2005-10-18 Nissan Motor Co., Ltd. Fuel cell system, and method of protecting a fuel cell from freezing
JP4221942B2 (ja) * 2002-03-27 2009-02-12 日産自動車株式会社 燃料電池システム
JP3801111B2 (ja) 2002-07-05 2006-07-26 日産自動車株式会社 燃料電池システム
US7045234B2 (en) 2002-08-14 2006-05-16 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Fuel-cell integral multifunction heater and methods
JP2004342430A (ja) * 2003-05-15 2004-12-02 Toyota Motor Corp 燃料電池システムおよびその運転方法
JP4654569B2 (ja) * 2003-06-23 2011-03-23 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システムおよびその制御方法
US7563526B2 (en) * 2003-08-11 2009-07-21 Nissan Motor Co., Ltd. Fuel cell system and method for removal of water from fuel cells
JP4407211B2 (ja) * 2003-09-02 2010-02-03 日産自動車株式会社 非水電解質二次電池
US20050079397A1 (en) * 2003-10-08 2005-04-14 Holger Winkelmann Metal hydride heating element
JP2006331731A (ja) * 2005-05-24 2006-12-07 Kri Inc 膜−電極接合体及びこれを用いた固体高分子形燃料電池
US7935449B2 (en) * 2006-10-16 2011-05-03 GM Global Technology Operations LLC PTC element as a self regulating start resistor for a fuel cell stack
KR100980995B1 (ko) * 2007-06-19 2010-09-07 현대자동차주식회사 연료전지용 지능형 전극막
NL2006266C2 (en) * 2011-02-21 2012-08-22 Hyet Holding B V Membrane electrode assembly for fuel cell or redox flow battery.
JP5764000B2 (ja) * 2011-07-21 2015-08-12 株式会社フジクラ 燃料電池の温度制御装置
DE102015206423A1 (de) * 2015-04-10 2016-10-13 Volkswagen Aktiengesellschaft Membran-Elektroden-Einheit mit einem elektrisch leitfähigen Element
JP6780950B2 (ja) * 2016-03-31 2020-11-04 株式会社フジクラ 燃料電池、燃料電池スタック、燃料電池システム、及びバイポーラプレート
DE102019207107A1 (de) * 2019-05-16 2020-11-19 Audi Ag Brennstoffzellenstapel mit endständigem Heizelement, Brennstoffzellensystem und Fahrzeug

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6144025A (ja) * 1984-08-07 1986-03-03 Nissan Motor Co Ltd 自動車用電源装置
JPH0589900A (ja) * 1991-09-27 1993-04-09 Aisin Seiki Co Ltd 燃料電池
US5942344A (en) * 1995-06-30 1999-08-24 Siemens Aktiengesellschaft High-temperature fuel cell system and method for its operation
US6068941A (en) * 1998-10-22 2000-05-30 International Fuel Cells, Llc Start up of cold fuel cell
US6638654B2 (en) * 1999-02-01 2003-10-28 The Regents Of The University Of California MEMS-based thin-film fuel cells
US6214487B1 (en) * 1999-02-01 2001-04-10 Motorola, Inc. Integral sensors for monitoring a fuel cell membrane and methods of monitoring
WO2000054356A1 (de) * 1999-03-09 2000-09-14 Siemens Aktiengesellschaft Brennstoffzellenbatterie mit verbesserter kaltstartperformance und verfahren zum kaltstarten einer brennstoffzellenbatterie
WO2000059058A1 (de) * 1999-03-29 2000-10-05 Siemens Aktiengesellschaft Brennstoffzellenbatterie mit heizelement und verbesserter kaltstartperformance und verfahren zum kaltstarten einer brennstoffzellenbatterie
DE19928068C2 (de) * 1999-06-14 2001-05-17 Mannesmann Ag Brennstoffzellensystem und dessen Verwendung

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO0201662A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
US20030129461A1 (en) 2003-07-10
DE10031062A1 (de) 2002-01-17
JP2004502282A (ja) 2004-01-22
US20060051640A1 (en) 2006-03-09
WO2002001662A1 (de) 2002-01-03
CA2414591A1 (en) 2002-01-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1295352A1 (de) Polymer-elektrolyt-membran, (pem)-brennstoffzelle mit heizelement, pem-brennstoffzellenanlage und verfahren zum betreiben einer pem-brennstoffzellenanlage
DE102007048869B4 (de) Brennstoffzelle mit einem PTC-Element als selbstregulierender Startwiderstand sowie Brennstoffzellenstapel
DE112006000867B4 (de) Verfahren zum Beginn einer Kühlmittelzirkulation, um eine MEA-Überhitzung beim Kaltstart zu verhindern und Brennstoffzellenstapel dazu
DE3112207A1 (de) Zink-chlor-batterieanlage und verfahren zum betreiben derselben
EP2514002A1 (de) Kühl-/heizelement für einen akkumulator
DE112008002901T5 (de) Brennstoffzellensystem und Startsteuerverfahren für ein Brennstoffzellensystem
DE112009005381T5 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung von Feuchtigkeitszuständen einzelner Zellen in einer Brennstoffzelle, Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung von Feuchtigkeitszuständen einzelner Zellen in einer Brennstoffzelle, und Brennstoffzellensystemen
DE112008001248T5 (de) Brennstoffzellensystem
DE102015121107A1 (de) Elektrische Energiespeichervorrichtung
EP1181729A1 (de) Brennstoffzellenbatterie mit heizelement und verbesserter kaltstartperformance und verfahren zum kaltstarten einer brennstoffzellenbatterie
DE102020115924A1 (de) Haltevorrichtung für Batteriezellen
DE102007026332B4 (de) Brennstoffzellensystem und Verfahren zur Kathodenübergangsfeuchtesteuerung in einem Brennstoffzellensystem
DE102007026003A1 (de) Brennstoffzellensystem mit verbesserten Kaltstarteigenschaften sowie Verfahren
DE102008054968A1 (de) Batteriesystem und Verfahren zur Herstellung eines Batteriesystems
WO2002037591A1 (de) Verfahren zur regenerierung von co-vergiftungen bei ht-pem-brennstoffzellen und zugehörige brennstoffzellenanlage
EP1301959A2 (de) Verfahren zum kaltstart von brennstoffzellen einer brennstoffzellenanlage und zugehörige brennstoffzellenanlage
DE10197259T5 (de) Polymerelektrolyt-Brennstoffzellenstack
DE102007028298A1 (de) Gekapselte Abscheiderbaueinheit zur Integration in einer Gasversorgung eines Brennstoffzellensystems
EP1240043A1 (de) Brennstoffzellenanlage für den antrieb eines fahrzeugs
DE102020205877A1 (de) Brennstoffzelleneinheit
DE102020209492A1 (de) Beheiztes Batteriemodul
DE102011109208A1 (de) Batterie aus einer Vielzahl von Batterieeinzelzellen
DE102020207400A1 (de) Batteriemodul
DE102019127405A1 (de) Traktionsbatterie mit einer bereichsweise Kondenswasser verhindernden Kühleinrichtung sowie Kraftfahrzeug
WO2024133042A1 (de) Verfahren zum starten eines brennstoffzellensystems

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20021211

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LI LU MC NL PT SE TR

Designated state(s): AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LI LU MC NL PT SE TR

RIN1 Information on inventor provided before grant (corrected)

Inventor name: GROSSE, JOACHIM

Inventor name: REIZIG, MEIKE

Inventor name: KONIECZNY, JOERG-ROMAN

Inventor name: BRUECK, ROLF

RBV Designated contracting states (corrected)

Designated state(s): DE FR GB IT NL

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20071231