JP2003503826A - 燃料、特に燃料電池の燃料の製造及び/又は処理装置及び方法 - Google Patents

燃料、特に燃料電池の燃料の製造及び/又は処理装置及び方法

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JP2003503826A JP2001507667A JP2001507667A JP2003503826A JP 2003503826 A JP2003503826 A JP 2003503826A JP 2001507667 A JP2001507667 A JP 2001507667A JP 2001507667 A JP2001507667 A JP 2001507667A JP 2003503826 A JP2003503826 A JP 2003503826A
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Abstract

(57)【要約】 燃料、特に自動車を駆動するための燃料電池の水素の製造及び/又は処理装置(10)は、ヒートシンクとして機能する蒸発器(11)と、熱源として機能する、シフト反応器(13)および選択酸化反応器(14)の形態の2つの反応器要素とを有している。個々の反応器要素(11;13.14)は配管15を介して互いに接続されている。簡単かつコスト的に手頃なやり方で個々の反応器要素(11;13.14)の冷却および加熱を行なうために、本発明によれば、蒸発器(11)用の加熱・冷却手段とシフト反応器(13)および選択酸化反応器(14)用の少なくとも1つの加熱・冷却手段とを有する加熱・冷却装置(16)が設けられている。個々の加熱・冷却手段は熱輸送のために閉循環路の流れ配管(17)を介して互いに接続されている。流れ配管(17)を通って、加熱・冷却媒体として油が流れる。本発明による装置(10)によって、反応器要素(13,14)内で発生した熱がそれに付設された加熱・冷却手段を介して吸収され、流れ配管(17)を通って蒸発器(11)へ輸送され、そこでそれに付設された加熱・冷却手段を介してその蒸発器(11)に放出される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 本発明は、ヒートシンクとして機能する少なくとも1つの反応器要素と、熱源
として機能する少なくとも1つの反応器要素とを備えた、燃料、特に燃料電池の
燃料の製造及び/又は処理装置に関する。さらに、本発明はこのような燃料の製
造及び/又は処理方法に関する。
【0002】 燃料電池は既にずっと前から知られており、最近では特に自動車産業の分野に
おいて相当重要視されている。
【0003】 電池システムと同様に燃料電池は化学的に電気エネルギーを発生し、個々の反
応物が連続的に供給され、反応生成物が連続的に排出される。燃料電池は、電気
的に中性な分子または原子が互いに化合し、電子を交換するという作動原理が基
礎になっている。この過程は酸化還元プロセスと呼ばれている。燃料電池の場合
、酸化プロセスと還元プロセスとは空間的に分離されている。還元時に放出され
た電子は電流として負荷(例えば自動車の電動機)を通って導かれる。
【0004】 燃料電池のガス状の反応体として、水素が燃料として、酸素が酸化剤として使
用される。酸素は周囲空気を吸引することによって簡単に供給でき、それに対し
て水素は通常化学プロセスで製造されねばならない。これは例えば、天然ガスま
たはメタノール中に存在する炭化水素が改質等によって水素リッチなガスに変換
されることによって行なわれる。さらに、水素をいわゆる部分酸化(POX)に
よって製造することも考えられる。
【0005】 全てのケースにおいて、必要な燃料の製造及び/又は処理装置は一連の種々異
なった反応器要素を有しており、これらは適当な配管を介して互いに接続され、
それにより燃料がその製造中もしくは処理中に個々の反応器要素を貫流する。
【0006】 反応器要素の内の幾つかにおいては発熱反応が行なわれる、すなわち熱が発生
する。他の反応器要素においてはそれとは逆に熱が必要とされる。従来では、個
々の各反応器要素が適当な加熱・冷却手段を利用することが一般的である。この
加熱・冷却手段は反応器要素内で必要な熱を発生する。発熱反応を持つ反応器要
素にとっては、これは反応器要素内で発生した熱が加熱・冷却手段を介して排出
されることを意味している。熱を必要とする反応器要素内には、この熱が加熱・
冷却手段を介して供給される。
【0007】 個々の反応器要素の従来実施されていた加熱もしくは冷却はしかしながら一連
の欠点を有している。すなわち、各反応器要素は個々にしかも他の反応器要素と
は無関係に冷却もしくは加熱されねばならず、このことは構造的に労力がかかり
しかも比較的コストが高くなる。さらに、この加熱もしくは冷却方式のためには
多量のエネルギーが必要とされる。最後に、発熱反応を持つ反応器要素内で発生
した熱は利用されず、それゆえ熱はプロセス全体で捨てられていた。
【0008】 本発明の課題は、上述の従来技術から出発して、冒頭で述べた種類の燃料の製
造及び/又は処理装置を、上述の欠点が回避されるように構成することにある。
特に、この装置は、構造的に簡単かつコスト的に手頃に個々の反応器要素を冷却
もしくは加熱し得るようにしたい。さらにその改善された方法を提供したい。
【0009】 この課題は、本発明の第1の観点によれば、冒頭で述べた燃料、特に燃料電池
の燃料の製造及び/又は処理装置において、本発明によれば、加熱・冷却装置が
設けられ、加熱・冷却装置が、ヒートシンクとして機能する少なくとも1つの反
応器要素用の少なくとも1つの加熱・冷却手段と、熱源として機能する少なくと
も1つの反応器要素用の少なくとも1つの加熱・冷却手段とを有し、加熱・冷却
手段が熱輸送のために加熱・冷却媒体の流れ配管を介して互いに接続されている
ことによって解決される。
【0010】 このようにして、個々の反応器要素は必要に応じて加熱または冷却され、従来
必要であったように個々の各反応器要素が独立した固有の加熱・冷却装置を利用
することを要しない。本発明は特に、それぞれの反応器要素の個々の加熱・冷却
手段が流れ配管を介して互いに接続され、それにより個々の加熱・冷却手段、従
って個々の反応器要素間で熱輸送が生じるということに基づいている。
【0011】 燃料の製造及び/又は処理装置が熱源として機能する1つ又は複数の反応器要
素を有する場合、この反応器要素内では発熱反応が進行する。これはそこで熱が
発生することを意味する。この熱がそれぞれの加熱・冷却手段で放出される。
【0012】 さらに装置がヒートシンクとして機能する少なくとも1つの反応器要素を有す
る場合(これはこの反応器要素が反応を行なうためには熱を必要とすることを意
味する)、熱源として機能する反応器要素から放出された熱がヒートシンクとし
て機能する反応器要素を加熱するために利用される。このために、熱が熱源とし
て機能する少なくとも1つの反応器要素用の加熱・冷却手段からヒートシンクと
して機能する少なくとも1つの反応器要素用の加熱・冷却手段へ輸送され、その
反応器要素のところで放出される。本発明による装置によって、発熱反応を持つ
反応器要素内の熱が吸収され、熱を必要とする反応器要素に伝導される。
【0013】 本発明による装置の優れた実施態様はその従属請求項に記載されている。
【0014】 加熱・冷却手段が閉循環路としての流れ配管を介して互いに接続されていると
有利である。これによって、加熱・冷却装置を構造的に特に簡単に構成でき、こ
の加熱・冷却装置を用いて個々の反応器要素内で必要な熱を簡単に制御できる。
【0015】 他の実施態様によれば、加熱・冷却手段および流れ配管を貫流する加熱・冷却
媒体が用いられる。このような加熱・冷却媒体によって、熱吸収もしくは熱放出
が正確に規定されて調整される。有利な加熱・冷却媒体は例えば油、ここでは特
に耐熱油である。この種の油は既に従来から知られている。本発明はしかしなが
ら加熱・冷却媒体として油を使用することに限定されない。すなわち例えば液体
または気体の形態の他の加熱・冷却媒体を用いることもできる。重要なことは、
使用された加熱・冷却媒体が、個々の反応器要素内で発生した熱を吸収し他の反
応器要素内に簡単に放出するのに適していることだけである。
【0016】 他の実施態様においては流れ配管に少なくとも1つのポンプが設けられる。こ
のポンプによって、流れ配管および加熱・冷却手段内の加熱・冷却媒体の流速お
よび流量が設定できる。加熱・冷却媒体の流速によってとりわけ加熱・冷却媒体
内への熱の吸収率もしくは加熱・冷却媒体内からの熱の放出率が制御される。
【0017】 加熱・冷却装置内の流れ方向が、熱源として機能する少なくとも1つの反応器
要素用の少なくとも1つの加熱・冷却手段からヒートシンクとして機能する少な
くとも1つの反応器要素用の少なくとも1つの加熱・冷却手段へ至るように設定
されていると好ましい。このようにして、熱エネルギーは熱源として機能する少
なくとも1つの反応器要素からヒートシンクとして機能する少なくとも1つの反
応器要素へ輸送される。例えば加熱・冷却媒体が使用される場合、この加熱・冷
却媒体は熱源として機能する少なくとも1つの反応器要素を貫流する際に加熱さ
れ、熱を奪う。これによって、熱源として機能する反応器要素が冷却される。吸
収された熱はヒートシンクとして機能する少なくとも1つの反応器要素へ輸送さ
れる。そこで熱が放出され、これによって加熱・冷却媒体が冷却される。今や再
び冷却された加熱・冷却媒体は流れ配管を通って新たに熱源として機能する反応
器要素へ搬送され、そこで新たに熱を吸収する。個々の反応器要素の個数および
相互接続は必要かつ用途に応じて異なることができるので、当然のことながら流
れ方向の他の設定も考えることができる。
【0018】 少なくとも1つの加熱・冷却手段が冷却コイル及び/又は冷却ジャケットの形
態の熱交換器として形成されていると有利である。必要かつ用途に応じて、特に
吸収すべきもしくは放出すべき熱量に応じて加熱・冷却手段は任意に形成できる
。多量の熱を吸収しなければならない場合、反応器要素内の加熱・冷却手段が大
面積を有していると有意義である。反応器要素の表面範囲または反応器要素の内
部への加熱・冷却手段の配置は必要に応じて任意に行なうことができる。本発明
は加熱・冷却手段の特別な構成に限定されない。
【0019】 他の実施態様において、ヒートシンクとして機能する少なくとも1つの反応器
要素が蒸発器として形成される。このような蒸発器は例えば水素をメタノールま
たは天然ガスから改質しなければならない場合に必要である。
【0020】 他の実施態様において、熱源として機能する少なくとも1つの反応器要素がシ
フト反応器及び/又は選択酸化反応器として形成される。これらの両反応器要素
は水素が部分酸化法によって製造される場合に必要である。この場合、ガスはシ
フト反応器内の均質な水ガス反応(CO+H20→CO2+H2)によって純化さ
れ、次の段階(選択酸化)で精密に純化される。
【0021】 ヒートシンクとして機能する反応器要素と、熱源として機能する少なくとも1
つの反応器要素との間に、改質器が設けられていると好ましい。
【0022】 他の実施態様において、燃料の流れ方向が、ヒートシンクとして機能する少な
くとも1つの反応器要素から熱源として機能する少なくとも1つの反応器要素に
至るように設定される。このような場合、燃料の流れ方向は加熱・冷却装置を介
する熱輸送の流れ方向に対して逆方向に設定される。使用された反応器要素の種
類および個数に応じて、他の流れ方向を設定できる。
【0023】 本発明の第2の観点によれば、特に上述した本発明による装置を使用し、燃料
がヒートシンクとして機能する少なくとも1つの反応器要素と、熱源として機能
する少なくとも1つの反応器要素とを貫流する、燃料、特に燃料電池の燃料の製
造及び/又は処理方法が提供される。この方法は、本発明によれば、熱源として
機能する少なくとも1つの反応器要素内に発生した熱が加熱・冷却手段を介して
吸収され、流れ配管を介してヒートシンクとして機能する反応器要素用の加熱・
冷却手段へ輸送され、そこで反応器要素へ放出されることによって、反応器要素
内の加熱・冷却手段を介してその都度適切なプロセス温度が調整されることを特
徴とする。
【0024】 本発明による方法によって、個々の反応器要素がもはや労力をかけて冷却され
ねばならない必要がなく、同様に熱もはや捨てられない。寧ろ、熱は熱源として
機能する反応器要素から簡単に熱を必要とする反応器要素へ輸送される。本発明
による方法の利点、効果、作用および機能態様には本発明による装置の上述の実
施態様が全部関係している。
【0025】 方法の有利な実施態様はその従属請求項に記載されている。
【0026】 加熱・冷却手段および流れ配管が加熱・冷却媒体によって貫流されると好まし
い。
【0027】 他の実施態様において、加熱・冷却手段と流れ配管とは閉循環路として形成さ
れ、加熱・冷却媒体によって貫流される。
【0028】 加熱・冷却手段および流れ配管内の加熱・冷却媒体の流速が少なくとも1つの
ポンプによって制御されると有利である。
【0029】 燃料の流れ方向が加熱・冷却手段間の熱輸送方向に対して逆方向に設定されて
いると好ましいが、しかしこれに限定されない。
【0030】 上述の本発明による装置ならびに本発明による方法は自動車を駆動するための
燃料電池の燃料の製造及び/又は処理のために特に有利に使用できる。
【0031】 燃料の製造及び/又は処理装置は、特に自動車用に使用される場合にはしばし
ば蒸発器(例えばメタノール用)と、改質器と、シフト反応器と、選択酸化反応
器とから構成される。この場合、これらの4つの反応器の内の3つ(改質器を除
いた全て)はしばしば殆ど同じ温度レベルを有する。これらの反応器の内の2つ
(つまりシフト反応器および選択酸化反応器)では発熱反応が進行する、すなわ
ち熱が発生する。蒸発器においては熱が必要である。必要な熱は他の2つの反応
器内で得られた熱を供給される。
【0032】 装置および方法の優れた用途は例えば自動車駆動の分野である。これは現在燃
料電池の大きな使用可能性を提供しているが、しかし他の使用可能性も考えられ
る。例えば、コンピュータのようなモバイル機器用または移動電話用から従来の
発電所設備用に至るまでの燃料電池を挙げることができる。同様に家庭、産業設
備等の分散形エネルギー供給用の燃料電池技術が適してしる。
【0033】 本発明は特殊な型式の燃料電池に限定されず、本発明は全ての型式の燃料電池
と連携して使用できる。この種の燃料電池は例えばアルカリ燃料電池(AFC)
、高分子電解質型燃料電池(PEMFC)、リン酸型燃料電池(PAFC)、溶
融炭酸塩燃料電池(MCFC)、固体電解質燃料電池(SOFC)等である。
【0034】 本発明による燃料の製造及び/又は処理装置は例えばメタノール、メタン、ガ
ソリン、天然ガス、石炭ガス、バイオガス等々から水素を製造するために使用さ
れるが、しかしこれに限定されない。
【0035】 本発明を添付の図面を参照して実施例に基づいて詳細に説明する。 図1は、本発明による燃料(特に燃料電池の燃料)の製造及び/又は処理装置
の第1実施例の概略図を示す。 図2は、本発明による燃料の製造及び/又は処理装置の第2実施例を示す。
【0036】 図1には、燃料(特に燃料電池の燃料)の製造及び/又は処理装置10が示さ
れている。製造もしくは処理される燃料はこの場合水素である。
【0037】 水素は配管15を介して互いに接続されている一連の反応器要素から構成され
た装置10において炭化水素を含む燃料から製造される。この反応器要素は配管
15に矢印によって示されている燃料(すなわち水素)の流れ方向に順番に配置
された蒸発器11と、改質器12と、シフト反応器13と、選択酸化反応器14
とである。
【0038】 蒸発器11内で、出発材料として供給された原燃料(例えばメタノール)が最
初に気化させられる。このプロセルステップのためには熱が必要である。蒸発器
11はそれゆえヒートシンクとして機能する反応器要素である。シフト反応器1
3および選択酸化反応器14はそれに対して発熱反応を生じる。すなわちここで
は熱が発生する。これらの反応器要素内の温度を適切に調整するために、発生し
た熱は排出されねばならない。
【0039】 個々の反応器要素の加熱もしくは冷却のために加熱・冷却装置16が設けられ
ている。加熱・冷却装置16は、コイル状管の形態の熱交換器としてそれぞれ反
応器要素内に形成されている一連の図示されていない加熱・冷却手段である。個
々の加熱・冷却手段は流れ配管17を介して互いに接続されている。図から分か
るように、流れ配管17および個々の加熱・冷却手段は閉循環路として形成され
ている。加熱・冷却装置16の閉循環路内には適切な加熱・冷却媒体(この場合
には耐熱油)が入れられている。この油の流速を設定するために、流れ配管17
にはさらにポンプ18が設けられている。
【0040】 以下において水素の製造及び/又は処理方法の機能態様を説明する。
【0041】 水素を製造する際、蒸発器11では熱エネルギーが必要とされ、一方シフト反
応器11および選択酸化反応器14では発熱反応に基づいて熱が発生する。加熱
・冷却装置16において上述したような熱輸送のための油循環路が構築され、そ
の循環路において油が個々の反応器要素を順番に貫流すると、熱源として機能す
る反応器要素(つまりシフト反応器13および選択酸化反応器14)の熱エンル
ギー量がヒートシンクとして機能する反応器要素(つまり蒸発器11)へ輸送さ
れる。蒸発器11によって冷却された油は選択酸化反応器14を通流する際に加
熱され、熱を奪う。それには油を同様に加熱するシフト反応器13が続いている
。油はシフト反応器13を通流後に吸収した熱を蒸発器11内で放出する。加熱
・冷却装置16を閉循環路として形成することによって、この熱交換はほぼ損失
なく実施される。
【0042】 図1において蒸発器11とシフト反応器13との間に配置され水素の製造のた
めに同様に必要である改質器12は、他の反応器要素とは異なった温度レベルで
の熱を同様に必要とする。すなわち例えば、改質器12は、シフト反応器13お
よび選択酸化反応器14における発熱反応によって発生しかつ放出されるよりも
多くの熱を必要とする。従って、改質器12はこの場合には加熱・冷却装置16
に接続されておらず、それゆえ改質器12の範囲における流れ配管17はこの改
質器12をバイパスしている。
【0043】 図1からさらに分かるように、燃料の流れ方向(配管15に矢印によって示さ
れている)は、加熱・冷却装置16を通る加熱・冷却媒体の流れ方向(流れ配管
17に矢印によって示されている)とは逆方向に設定されている。
【0044】 図2には、本発明による燃料の製造及び/又は処理装置10の第2実施例が示
され、図1と構成的に同一な要素には同一符号が付されている。
【0045】 燃料は配管15を介して互いに接続されている反応器要素の蒸発器11と、改
質器12と、シフト反応器13と、選択酸化反応器14とにおいて製造される。
個々の反応器要素の加熱もしくは冷却は加熱・冷却装置16によって行なわれる
【0046】 しかしながら、図2に示された実施例において、それぞれの反応器要素内の個
々の加熱・冷却手段の、流れ配管17を介して行なわれる接続は、図1とは異な
って選定されている。
【0047】 例えば選択酸化反応器14の温度レベルが、例えば別の触媒を使用することに
よって、シフト反応器13内で進行するシフト反応の温度レベル以上にある場合
、最初にシフト反応器13に蒸発器11からの冷たい加熱・冷却媒体を通流させ
ることは有意義である。その場合、その冷たい加熱・冷却媒体はシフト反応器1
3に流れ配管17を介してポンプ18によって供給される。
【0048】 シフト反応器13においては発熱反応に基づいて加熱・冷却媒体の上述の加熱
が行なわれる。次に加熱・冷却媒体は選択酸化反応器14の加熱・冷却手段を通
って導かれ、そこでさらに加熱される。その後、高温の加熱・冷却媒体が熱排出
のために蒸発器11へ供給される。
【0049】 本発明による装置は特に自動車で使用するのに適し、補給された原燃料(メタ
ノールまたは天然ガス)から走行中に充分な量かつ充分な純度の水素が製造され
、この水素が燃料電池に燃料として供給され、その燃料が自動車を電気駆動する
ために必要な電流を提供する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明による燃料の製造及び/又は処理装置の第1実施例を示す概略図
【図2】 本発明による燃料の製造及び/又は処理装置の第2実施例を示す概略図
【符号の説明】
10 燃料の製造及び/又は処理装置 11 蒸発器 12 改質器 13 シフト反応器 14 選択酸化反応器 15 配管 16 加熱・冷却装置 17 流れ配管 18 ポンプ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヘルデック、ヴォルフガング ドイツ連邦共和国 デー‐72141 ヴァル トドルフヘスラッハ シュールシュトラー セ 21 (72)発明者 クロース、ホルガー ドイツ連邦共和国 デー‐81541 ミュン ヘン ドルマンシュトラーセ 15 (72)発明者 ザットラー、マルチン ドイツ連邦共和国 デー‐97486 ケーニ ッヒスベルク エルザヴェーク 10 (72)発明者 ライヒェンバッハ、フランツ ドイツ連邦共和国 デー‐61118 バート フィルベル ギーセナー シュトラーセ 25 (72)発明者 ヴィルヘルム、ハンス‐ディーター ドイツ連邦共和国 デー‐61267 ノイ- アンシュパッハ ハットシュタイナーヴェ ーク 6 (72)発明者 ハブリッヒ、ユルゲン ドイツ連邦共和国 デー‐63512 ハイン ブルク ゲノッセンシャフツシュトラーセ 20 (72)発明者 エック、カール ドイツ連邦共和国 デー‐60318 フラン クフルト レナウシュトラーセ 36 (72)発明者 コイツ、マルクス ドイツ連邦共和国 デー‐64380 ロスド ルフ アン デア ゴールトカンテ 1 (72)発明者 ツァップ、トーマス ドイツ連邦共和国 デー‐44265 ドルト ムント ザウアーレンダーシュトラーセ 17 Fターム(参考) 5H027 AA02 BA01 BA16 BA17 CC06 DD00 5H115 PA11 PA13 PC06 PG04 PI18 PU01 PU25 SE06 TO05 UI35 【要約の続き】 段を介してその蒸発器(11)に放出される。

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ヒートシンクとして機能する少なくとも1つの反応器要素(
    11)と、熱源として機能する少なくとも1つの反応器要素(13,14)とを
    備えた、燃料、特に燃料電池の燃料の製造及び/又は処理装置において、 加熱・冷却装置(16)が設けられ、加熱・冷却装置(16)が、ヒートシン
    クとして機能する少なくとも1つの反応器要素(11)用の少なくとも1つの加
    熱・冷却手段と、熱源として機能する少なくとも1つの反応器要素(13,14
    )用の少なくとも1つの加熱・冷却手段とを有し、加熱・冷却手段が熱輸送のた
    めに加熱・冷却媒体の流れ配管(17)を介して互いに接続されていることを特
    徴とする燃料、特に燃料電池の燃料の製造及び/又は処理装置。
  2. 【請求項2】 加熱・冷却手段が閉循環路の流れ配管(17)を介して互い
    に接続されていることを特徴とする請求項1記載の装置。
  3. 【請求項3】 加熱・冷却媒体として耐熱油が使用されていることを特徴と
    する請求項1又は2記載の装置。
  4. 【請求項4】 流れ配管(17)に少なくとも1つのポンプ(18)が設け
    られていることを特徴とする請求項1乃至3の1つに記載の装置。
  5. 【請求項5】 少なくとも1つの加熱・冷却手段がコイル状管の形態の熱交
    換器として及び/又は冷却ジャケットとして形成されていることを特徴とする請
    求項1乃至4の1つに記載の装置。
  6. 【請求項6】 ヒートシンクとして機能する少なくとも1つの反応器要素が
    蒸発器(11)として形成されていることを特徴とする請求項1乃至5の1つに
    記載の装置。
  7. 【請求項7】 熱源として機能する少なくとも1つの反応器要素がシフト反
    応器(13)及び/又は選択酸化反応器(14)として形成されていることを特
    徴とする請求項1乃至6の1つに記載の装置。
  8. 【請求項8】 ヒートシンクとして機能する少なくとも1つの反応器要素(
    11)と、熱源として機能する少なくとも1つの反応器要素(13,14)との
    間に、改質器(12)が設けられていることを特徴とする請求項1乃至7の1つ
    に記載の装置。
  9. 【請求項9】 燃料の流れ方向が、ヒートシンクとして機能する少なくとも
    1つの反応器要素(11)から熱源として機能する少なくとも1つの反応器要素
    (13,14)に至るように設定されていることを特徴とする請求項1乃至8の
    1つに記載の装置。
  10. 【請求項10】 請求項1乃至9の1つに記載の装置を使用し、燃料がヒー
    トシンクとして機能する少なくとも1つの反応器要素と、熱源として機能する少
    なくとも1つの反応器要素とを貫流する、燃料、特に燃料電池の燃料の製造及び
    /又は処理方法において、 熱源として機能する少なくとも1つの反応器要素内に発生した熱が加熱・冷却
    手段を介して吸収され、加熱・冷却媒体の流れ配管を介してヒートシンクとして
    機能する反応器要素用の加熱・冷却手段へ輸送され、そこで反応器要素へ放出さ
    れることによって、反応器要素内の加熱・冷却手段を介してその都度適切なプロ
    セス温度が調整されることを特徴とする燃料、特に燃料電池の燃料の製造及び/
    又は処理方法。
  11. 【請求項11】 加熱・冷却媒体が閉循環路の流れ配管を通って導かれるこ
    とを特徴とする請求項10記載の方法。
  12. 【請求項12】 加熱・冷却手段および流れ配管内の加熱・冷却媒体の流速
    が少なくとも1つのポンプによって制御されることを特徴とする請求項10又は
    11記載の方法。
  13. 【請求項13】 自動車内で自動車を駆動するための燃料電池の燃料を製造
    及び/又は処理するのに使われる請求項1乃至9の1つに記載の装置及び/又は
    請求項10乃至12の1つに記載の方法の用途。
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DE10247710A1 (de) * 2002-10-12 2004-05-13 Volkswagen Ag Brennstoffzellensystem, insbesondere eines Kraftfahrzeugs

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69325092T2 (de) * 1992-03-19 1999-09-30 Int Fuel Cells Corp Verfahren und vorrichtung zur entfernung von kohlenmonoxid
JPH0930802A (ja) * 1995-05-15 1997-02-04 Toyota Motor Corp 一酸化炭素濃度低減装置及びメタノール濃度低減装置並びに燃料改質装置
JPH09315801A (ja) * 1996-03-26 1997-12-09 Toyota Motor Corp 燃料改質方法と燃料改質装置ならびに該燃料改質装置を備えた燃料電池システム
US6306354B1 (en) * 1996-05-17 2001-10-23 International Fuel Cells, Llc Shift converter
DE19639150C2 (de) * 1996-09-24 1998-07-02 Daimler Benz Ag Zentrale Heizvorrichtung für ein Gaserzeugungssystem
DE19716470C1 (de) * 1997-04-19 1998-10-01 Mtu Friedrichshafen Gmbh Integriertes Brennstoffaufbereitungsmodul für eine Brennstoffzellenanlage
DE19832389C2 (de) * 1998-07-18 2003-04-24 Ballard Power Systems Brennstoffzellensystem

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