EP2041823A1 - Brennstoffzellensystem mit reformer und nachbrenner - Google Patents

Brennstoffzellensystem mit reformer und nachbrenner

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EP2041823A1
EP2041823A1 EP07764398A EP07764398A EP2041823A1 EP 2041823 A1 EP2041823 A1 EP 2041823A1 EP 07764398 A EP07764398 A EP 07764398A EP 07764398 A EP07764398 A EP 07764398A EP 2041823 A1 EP2041823 A1 EP 2041823A1
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EP
European Patent Office
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fuel
fuel cell
burner unit
reformer
cell system
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP07764398A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Jeremy Lawrence
Stefan Käding
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Enerday GmbH
Original Assignee
Enerday GmbH
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Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • 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
    • H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
    • H01M8/0662—Treatment of gaseous reactants or gaseous residues, e.g. cleaning
    • 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
    • H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or 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
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
    • H01M8/0606—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants
    • H01M8/0612—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants from carbon-containing material
    • H01M8/0625—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants from carbon-containing material in a modular combined reactor/fuel cell structure
    • H01M8/0631—Reactor construction specially adapted for combination reactor/fuel cell
    • 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 fuel cell system comprising a reformer with a burner unit for reacting fuel with oxidizing agent in an exothermic oxidation reaction to form a product gas, which downstream of the burner unit with additional fuel is miscible, wherein the resulting gas mixture in the reformer is convertible to reformate ; a fuel cell stack, to which the reformate can be supplied; and an afterburner to which substances reacted in the fuel cell stack can be supplied, with a burner unit for reacting fuel with oxidizing agent in an exothermic oxidation reaction.
  • the invention relates to a motor vehicle with such a fuel cell system.
  • Fuel cell systems are used to convert chemical energy into electrical energy.
  • the central element in such systems is a fuel cell in which electrical energy is released by the controlled conversion of hydrogen and oxygen.
  • Fuel cell systems must be able to process common fuels in practice. Since hydrogen and oxygen are converted in a fuel cell, the fuel used must be prepared in such a way that the gas supplied to the anode of the fuel cell has the highest possible proportion of hydrogen - this is the task of the reformer.
  • a reformer fuel and oxidizing agent preferably air, fed. In the former then takes place a reaction of the fuel with the oxidizing agent, for example by the process of partial oxidation is performed.
  • a reformer of the prior art is known from DE 103 59 205 Al.
  • an afterburner is provided in the fuel cell system.
  • the afterburner performs as complete a combustion as possible in order to leave as few pollutants as possible in the combustion exhaust gas.
  • An afterburner of the prior art is known from DE 10 2004 049 903 A1.
  • the object of the present invention is to develop generic fuel cell systems and motor vehicles such that cost savings can be achieved.
  • the fuel cell system according to the invention builds on the generic state of the art in that the burner unit of the reformer is constructed identical to the burner unit of the afterburner.
  • cost savings result in two respects. To the On the one hand, it is more cost-effective to produce a burner unit in only one design and, on the other hand, further cost savings can be realized by a piece-rate effect because it requires twice as many burner units of the remaining type and the unit price decreases with increasing number of units.
  • the burner unit of the reformer and the burner unit of the afterburner each having a fuel injector.
  • the above-mentioned advantages can be achieved in the context that the burner unit of the reformer and the burner unit of the afterburner each have an evaporation-type fuel supply device. Furthermore, the invention relates to a motor vehicle with such a fuel cell system, with which the above-described advantages can be achieved in a transferred manner.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a fuel cell system according to a preferred embodiment.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a fuel cell system according to a preferred embodiment.
  • the fuel cell system 10 installed in a motor vehicle comprises a reformer 12, which has a first fuel line 14 from a fuel tank 16
  • Fuel is supplied. Furthermore, fuel is supplied to the reformer 12 at a further feed point by means of a second fuel train 18 from the fuel tank 16.
  • the fuel types are diesel, gasoline, biogas, natural gas and others known from the prior art
  • the reformer 12 is supplied with oxidizing agent, for example air, via a first oxidizing agent strand 22.
  • the reformer 12 comprises a burner unit 48, which has a primary fuel feed device, by means of which the burner unit 48 can be supplied with fuel.
  • the primary fuel supply device is connected to the first fuel train 14.
  • the burner unit 48 comprises an oxidant supply device connected to the first oxidant strand 22, by means of which oxidizing agent can be fed to the burner unit 48.
  • a reaction of fuel and oxidant takes place in a combustion or exothermic complete oxidation reaction.
  • the resulting hot product gas stream then enters the downstream, ie right in Fig. 1 in a mixing zone 50 a.
  • additional fuel is added to the resulting product gas by means of a secondary fuel supply device 20.
  • each of the primary and secondary fuel supply means is an injection nozzle, and preferably a Venturi nozzle, but the fuel may be supplied to the burner unit 48 and the mixing zone 50, respectively, by means of an evaporative type fuel supply device having a porous evaporation unit.
  • the secondary fuel supply device 20 is connected to the second fuel line 18.
  • the mixing zone 50 is supplied with oxidizing agent.
  • the mixed with the additional fuel gas mixture enters a reforming zone 52, where it is reacted in an endothermic reaction with in a hydrogen-rich gas mixture, preferably by means of a catalyst arranged there.
  • This reformate, ie hydrogen-rich gas mixture leaves the reformer 12 via the Reformatstrang 24 and is available for further use for the fuel cell stack 26.
  • the reformate is reacted in the fuel cell stack 26 with the aid of cathode feed through a cathode feed line 28 to generate electricity and heat.
  • the generated power can be tapped off via electrical connections 30.
  • the anode exhaust gas is over an anode exhaust line 32 of a mixing unit 34 of an afterburner 36 supplied.
  • the afterburner 36 can be supplied with fuel from the fuel tank 16 via a third fuel line 38. Further, the afterburner 36 via a second oxidant strand 40 oxidizing agent can be fed.
  • the afterburner 36 includes a burner unit 54, which has a fuel supply device, via which the burner unit 54 fuel is supplied.
  • the fuel supply device is connected to the third fuel line 38.
  • the burner unit 54 comprises an oxidizing agent supply device connected to the second oxidant strand 40, by means of which oxidizing agent can be supplied to the burner unit 54.
  • reaction of fuel and oxidant takes place in an exothermic oxidation reaction, i. as complete a combustion as possible.
  • the resulting combustion exhaust gases then pass downstream, i. right in Fig. 1 in a mixing zone 56 a.
  • Mixing zone 56 is added to the resulting exhaust gases by means of a mixing unit 34 anode exhaust gas.
  • the mixed with the anode exhaust gas mixture enters a combustion zone 58, which is filled in the embodiment shown by a porous body in which the gas mixture burns almost completely, i. the gas mixture burns up on the pore body in the combustion zone 58.
  • the combustion exhaust gas from the afterburner 36 which is mixed in a mixing unit 42 with cathode exhaust air, which is conveyed via a Kathodenabuftstrang 44 from the fuel cell stack 26 to the mixing unit 42, flows through a heat exchanger 46 for preheating the cathode. finally leaves the fuel cell system 10.
  • the individual zones of the reformer 12, i. the zone receiving the burner unit 48, the mixing zone 50 and the reforming zone 52, as well as the individual zones of the afterburner 36, i. the zone receiving the burner unit 54, the mixing zone 56 and the combustion zone 58 are separated from one another in FIG. 1 by dashed lines or by solid lines.
  • the zones may be separated by structural features or blended into each other.
  • corresponding delivery devices such as, for example, pumps or blowers and / or control valves for flow regulation, may be provided in the fuel strands 14, 18 and 38, in the oxidant strands 22 and 40 and in the cathode air strands 28.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Brennstoff zellensystem (10) umfassend einen Reformer (12) mit einer Brennereinheit (48) zur Umsetzung von Brennstoff mit Oxidationsmittel in einer exothermen Oxidationsreaktion, um ein Produktgas auszubilden, welches stromabwärts der Brennereinheit (48) mit zusätzlichem Brennstoff vermischbar ist, wobei das daraus entstehende Gasgemisch im Reformer (12) zu Reformat umsetzbar ist; einen Brennstoff zellenstapel (26), welchem das Reformat zuführbar ist; und einen Nachbrenner (36), dem im Brennstoff zellenstapel (26) umgesetzte Stoffe zuführbar sind, mit einer Brennereinheit (54) zur Umsetzung von Brennstoff mit Oxidationsmittel in einer exothermen Oxidationsreaktion. Er findungs gemäß ist vorgesehen, dass die Brennereinheit (48) des Reformers (12) baugleich zur Brennereinheit (54) des Nachbrenners (36) ausgeführt ist. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit solch einem Brennstoff zellensystem (10).

Description

Brennstoffzellensystem mit Reformer und Nachbrenner
Die Erfindung betrifft ein Brennstoffzellensystem umfassend einen Reformer mit einer Brennereinheit zur Umsetzung von Brennstoff mit Oxidationsmittel in einer exothermen Oxida- tionsreaktion, um ein Produktgas auszubilden, welches stromabwärts der Brennereinheit mit zusätzlichem Brennstoff vermischbar ist, wobei das daraus entstehende Gasgemisch im Reformer zu Reformat umsetzbar ist; einen Brennstoffzellen- stapel, welchem das Reformat zuführbar ist; und einen Nachbrenner, dem im Brennstoffzellenstapel umgesetzte Stoffe zuführbar sind, mit einer Brennereinheit zur Umsetzung von Brennstoff mit Oxidationsmittel in einer exothermen Oxida- tionsreaktion.
Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit solch einem Brennstoffzellensystem.
Brennstoffzellensysteme dienen der Umwandlung von chemischer Energie in elektrische Energie. Das zentrale Element bei derartigen Systemen ist eine Brennstoffzelle, bei der durch die kontrollierte Umsetzung von Wasserstoff und Sau- erstoff elektrische Energie freigesetzt wird. Brennstoffzellensysteme müssen in der Lage sein, in der Praxis übliche Brennstoffe zu verarbeiten. Da in einer Brennstoffzelle Wasserstoff und Sauerstoff umgesetzt werden, muss der verwendete Brennstoff so aufbereitet werden, dass das der Ano- de der Brennstoffzelle zugeführte Gas einen möglichst hohen Anteil an Wasserstoff besitzt - dies ist Aufgabe des Reformers . Zu diesem Zweck werden einem Reformer Brennstoff und Oxidationsmittel, vorzugsweise Luft, zugeführt. In dem Re- former erfolgt dann eine Umsetzung des Brennstoffs mit dem Oxidationsmittel, beispielsweise indem das Verfahren der partiellen Oxidation durchgeführt wird. Ein Reformer des Standes der Technik ist aus der DE 103 59 205 Al bekannt. Um einerseits Verbrennungsabgase des Brennstoffzellensys- tems möglichst Schadstofffrei an die Umwelt abzugeben und andererseits eine Wärmequelle zum Vorwärmen verschiedener Komponenten und Medienzuführungen des Brennstoffzellensys- tems zur Verfügung zu stellen, ist ein Nachbrenner im Brennstoffzellensystem vorgesehen. Im Unterschied zum Reformer führt der Nachbrenner eine möglichst vollständige Verbrennung durch, um dadurch möglichst wenig Schadstoffe im Verbrennungsabgas zurückzulassen. Ein Nachbrenner des Standes der Technik ist aus der DE 10 2004 049 903 Al be- kannt .
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, gattungsgemäße BrennstoffZeilensysteme und Kraftfahrzeuge derart weiterzubilden, dass Kosteneinsparungen erzielbar sind.
Diese Aufgabe wird durch das Brennstoffzellensystem gemäß Anspruch 1 gelöst .
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfin- düng ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Das erfindungsgemäße Brennstoffzellensystem baut auf dem gattungsgemäßen Stand der Technik dadurch auf, dass die Brennereinheit des Reformers baugleich zur Brennereinheit des Nachbrenners ausgeführt ist. Im Vergleich zum Stand der Technik, wonach die in dem Reformer und Nachbrenner jeweils verbauten Brennereinheiten bisher je nach Platzangebot und Anforderung an die Verdampfungsqualität ausgewählt wurden, ergeben sich Kosteneinsparungen in zweifacher Hinsicht. Zum einen ist es kostengünstiger, eine Brennereinheit nur in einer Bauart herzustellen und zum anderen können weitere Kosteneinsparungen durch einen Stückzahleffekt realisiert werden, weil dadurch doppelt so viele Brennereinheiten der verbliebenen Bauart benötigt werden und sich der Stückpreis mit zunehmender Stückzahl verringert. Es wurde somit erkannt, dass die Auslegung des BrennstoffZeilensystems derart, dass es mit baugleichen Brennereinheiten bestückt werden kann, rationeller ist, als eine anderweitig orientierte Auslegung, die eine individuelle Auswahl und Anpassung der Brennereinheiten erforderlich macht. Die Bestückung mit baugleichen Brennereinheiten kann sogar angesichts der Tatsache vorteilhaft sein, dass im Bereich der beiden Brennereinheiten durchaus unterschiedliche physikalische und che- mische Umgebungsbegingungen vorliegen und durchaus unterschiedliche Oxidationsbedingungen zu wählen sind. Eine an sich vorteilhafte individuelle Auslegung der einzelnen Brennereinheiten ist bei angepasster Auslegung des Brennstoffzellensystems unter Umständen von geringerem Nutzen, als der Nutzen, der durch den erwähnten Stückzahleffekt erzielt wird. Weitere Vorteile sind in der vereinheitlichten Lagerhaltung zu erkennen, sowohl im Produktionsbetrieb als auch in der Werkstatt .
Dabei ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass die Brennereinheit des Reformers und die Brennereinheit des Nachbrenners jeweils eine Brennstoffeinspritzdüse aufweisen.
Alternativ können die vorstehend genannten Vorteile in dem Zusammenhang erreicht werden, dass die Brennereinheit des Reformers und die Brennereinheit des Nachbrenners jeweils eine Brennstoffzuführeinrichtung der Verdampfungsbauart aufweisen. Ferner betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit solch einem Brennstoffzellensystem, mit dem die vostehend beschriebenen Vorteile in übertragener Weise erreicht werden können.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend mit Bezug auf die begleitende Zeichnung beispielhaft erläutert .
Es zeigt:
Figur 1 eine schematische Darstellung eines Brennstoff- zellensystems gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel .
Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Brennstoffzellensystems gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel. Das in einem Kraftfahrzeug installierte Brennstoff- zellensystem 10 umfasst einen Reformer 12, dem über einen ersten Brennstoffsträng 14 aus einem Brennstofftank 16
Brennstoff zugeführt wird. Ferner wird dem Reformer 12 an einer weiteren Zuführstelle mittels eines zweiten Brennstoffstrangs 18 aus dem Brennstofftank 16 Brennstoff zugeführt. Als BrennstoffSorten kommen Diesel, Benzin, Biogas, Erdgas und weitere aus dem Stand der Technik bekannte
BrennstoffSorten in Frage. Weiterhin wird dem Reformer 12 über einen ersten Oxidationsmittelstrang 22 Oxidationsmit- tel, beispielsweise Luft, zugeführt.
Der Reformer 12 umfasst eine Brennereinheit 48, welche eine primäre Brennstoffzuführeinrichtung aufweist, mittels der der Brennereinheit 48 Brennstoff zuführbar ist. Die primäre Brennstoffzuführeinrichtung ist mit dem ersten Brennstoffstrang 14 verbunden. Ferner umfasst die Brennereinheit 48 eine mit dem ersten Oxidationsmittelstrang 22 verbundene Oxidationsmittelzuführeinrichtung, mittels der der Brennereinheit 48 Oxidationsmittel zuführbar ist. Innerhalb der Brennereinheit 48 findet eine Umsetzung von Brennstoff und Oxidationsmittel in einer Verbrennung bzw. exothermen vollständigen Oxidationsreaktion statt. Der dabei entstehende heiße Produktgasstrom tritt dann stromabwärts, d.h. rechts in Fig. 1 in eine Mischzone 50 ein. In der Mischzone 50 wird dem entstandenen Produktgas mittels einer sekundären Brennstoffzuführeinrichtung 20 zusätzlicher Brennstoff beigemischt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die primäre und sekundäre Brennstoffzuführeinrichtung jeweils eine Einspritzdüse und vorzugsweise eine Venturidüse, jedoch kann der Brennstoff auch mittels einer Brennstoffzuführein- richtung der Verdampfungsbauart, die eine poröse Verdampfungseinheit aufweist, der Brennereinheit 48 bzw. der Mischzone 50 zugeführt werden. Die sekundäre Brennstoffzuführeinrichtung 20 ist mit dem zweiten Brennstoffsträng 18 verbunden. Zusätzlich kann vorgesehen sein, dass der Misch- zone 50 Oxidationsmittel zugeführt wird. Das mit dem zusätzlichen Brennstoff vermischte Gasgemisch tritt in eine Reformierungszone 52 ein, wo es in einer endothermen Reaktion mit in ein Wasserstoffreiches Gasgemisch umgesetzt wird, vorzugsweise mittels eines dort angeordneten Kataly- sators. Dieses Reformat, d.h. Wasserstoffreiche Gasgemisch, verläßt den Reformer 12 über den Reformatstrang 24 und steht zur weiteren Nutzung für den Brennstoffzellenstapel 26 zur Verfügung.
Das Reformat wird in dem Brennstoffzellenstapel 26 mit Hilfe von über einen Kathodenzuluftsträng 28 geförderter Kathodenzuluft unter Erzeugung von Strom und Wärme umgesetzt. Der erzeugte Strom ist über elektrische Anschlüsse 30 abgreifbar. Im dargestellten Fall wird das Anodenabgas über einen Anodenabgasstrang 32 einer Mischeinheit 34 eines Nachbrenners 36 zugeführt. Dem Nachbrenner 36 ist über einen dritten Brennstoffsträng 38 Brennstoff aus dem Brennstofftank 16 zuführbar. Ferner ist dem Nachbrenner 36 über einen zweiten Oxidationsmittelstrang 40 Oxidationsmittel zuführbar .
Der Nachbrenner 36 umfasst eine Brennereinheit 54, welche eine Brennstoffzuführeinrichtung aufweist, über die der Brennereinheit 54 Brennstoff zuführbar ist. Die Brennstoff- zuführeinrichtung ist mit dem dritten Brennstoffsträng 38 verbunden. Ferner umfasst die Brennereinheit 54 eine mit dem zweiten Oxidationsmittelstrang 40 verbundene Oxidati- onsmittelzuführeinrichtung, mittels der der Brennereinheit 54 Oxidationsmittel zuführbar ist. Innerhalb der Brennereinheit 54 findet eine Umsetzung von Brennstoff und Oxidationsmittel in einer exothermen Oxidationsreaktion, d.h. einer möglichst vollständigen Verbrennung, statt. Die dabei entstehenden Verbrennungsabgase treten dann stromabwärts, d.h. rechts in Fig. 1 in eine Mischzone 56 ein. In der
Mischzone 56 wird den entstandenen Abgasen mittels einer Mischeinheit 34 Anodenabgas beigemischt. Das mit dem Anodenabgas vermischte Gasgemisch tritt in eine Verbrennungs- zone 58 ein, die in dem gezeigten Ausführungsbeispiel von einem Porenkörper ausgefüllt wird, in dem das Gasgemisch nahezu vollständig verbrennt, d.h. das Gasgemisch verglüht an dem Porenkörper in der Verbrennungszone 58.
Das Verbrennungsabgas aus dem Nachbrenner 36, welches in einer Mischeinheit 42 mit Kathodenabluft vermischt wird, die über einen Kathodenabluftstrang 44 von dem Brennstoff- zellenstapel 26 zu der Mischeinheit 42 gefördert wird, durchströmt einen Wärmetauscher 46 zum Vorwärmen der Katho- denzuluft und verläßt schließlich das Brennstoffzellensys- tem 10.
Die einzelnen Zonen des Reformers 12, d.h. die die Brenner- einheit 48 aufnehmende Zone, die Mischzone 50 und die Re- formierungszone 52, sowie die einzelnen Zonen des Nachbrenners 36, d.h. die die Brennereinheit 54 aufnehmende Zone, die Mischzone 56 und die Verbrennungszone 58, sind in Fig. 1 durch gestrichelte Linien bzw. durch Volllinien voneinan- der getrennt. Die Zonen können durch bauliche Merkmale voneinander getrennt sein oder fließend ineinander übergehen.
Obwohl in den beschriebenen Figuren dies nicht explizit dargestellt ist, können in den Brennstoffsträngen 14, 18 und 38, in den Oxidationsmittelsträngen 22 und 40 sowie im Kathodenzuluftstrang 28 entsprechende Fördereinrichtungen wie beispielsweise Pumpen bzw. Gebläse und/oder Steuerventile zur Durchflussregelung vorgesehen sein.
Die in der vorstehenden Beschreibung, in der Zeichnung sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.
Bezugszeichenliste:
10 Brennstoffzellensystem
12 Reformer 14 erster Brennstoffsträng
16 Brennstofftank
18 zweiter Brennstoffsträng
20 sekundäre Brennstoffzuführeinrichtung
22 erster Oxidationsmittelstrang 24 Reformatstrang
26 Brennstoffzellenstapel
28 Kathodenzuluftsträng
30 elektrische Anschlüsse 32 Anodenabgasstrang 34 Mischeinheit
36 Nachbrenner
38 dritter Brennstoffsträng
40 zweiter Oxidationsmittelstrang 42 Mischeinheit 44 Kathodenabluftsträng
46 Wärmetauscher
48 Brennereinheit
50 Mischzone
52 Reformierungszone 54 Brennereinheit
56 Mischzone
58 Verbrennungszone

Claims

- S -ANSPRUCHE
1. Brennstoffzellensystem (10) umfassend:
einen Reformer (12) mit einer Brennereinheit (48) zur Umsetzung von Brennstoff mit Oxidationsmittel in einer exothermen Oxidationsreaktion, um ein Produktgas auszubilden, welches stromabwärts der Brennereinheit (48) mit zusätzlichem Brennstoff vermischbar ist, wobei das daraus entstehende Gasgemisch im Reformer (12) zu Re- format umsetzbar ist;
einen Brennstoffzellenstapel (26) , welchem das Refor- mat zuführbar ist; und
einen Nachbrenner (36) , dem im Brennstoffzellenstapel (26) umgesetzte Stoffe zuführbar sind, mit einer Brennereinheit (54) zur Umsetzung von Brennstoff mit Oxidationsmittel in einer exothermen Oxidationsreaktion,
dadurch gekennzeichnet, dass die Brennereinheit (48) des Reformers (12) baugleich zur Brennereinheit (54) des Nachbrenners (36) ausgeführt ist.
2. Brennstoffzellensystem (10) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennereinheit (48) des Reformers (12) und die Brennereinheit (54) des Nachbrenners (36) jeweils eine Brennstoffeinspritzdüse aufweisen.
3. Brennstoffzellensystem (10) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennereinheit (48) des Reformers (12) und die Brennereinheit (54) des Nachbrenners (36) jeweils eine Brennstoffzuführeinrichtung der Verdampfungsbauart aufweisen.
4. Kraftfahrzeug mit einem Brennstoffzellensystem (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche .
EP07764398A 2006-07-13 2007-06-21 Brennstoffzellensystem mit reformer und nachbrenner Withdrawn EP2041823A1 (de)

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