JP5439506B2 - 少なくとも1つの燃料電池を備えた燃料電池システム - Google Patents
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Description
2 燃料電池
3 カソード領域
4 アノード領域
5 PE膜
6 コンプレッサ
7 水素貯蔵装置
8 計量投与装置
9 再循環ライン
10 再循環フィード装置
11 ドレンバルブ
12 交換装置
13 触媒作用のある材料
14 計量投与装置
15 ライン要素
16 タービン
17 電気機械
18 第1のユニット
19 第2のユニット
20 ライン要素
21 バルブ装置
22 交換装置
Claims (14)
- カソード領域とアノード領域とを有する少なくとも1つの燃料電池と、
一方では前記カソード領域へ流れる供給エアフローが通過し、他方では前記カソード領域から流れる排出エアフローが通過する少なくとも1つの装置と、
燃料含有ガスの熱変換に用いる触媒作用のある材料と、を備える燃料電池システムであって、
前記触媒作用のある材料を備える第1のユニット(18)が、前記供給エアフローの流れる方向に向かって、少なくとも1つの装置(12、13、22)の手前に配置され、前記第1のユニット(18)には、前記アノード領域(4)からの排出ガスが燃料含有ガスとして供給可能であり、前記触媒作用のある材料を備える第2のユニット(19)が、前記排出エアフローの流れる方向に向かって、少なくとも1つの装置(12、13、22)の後に配置されていること、
排出エア側に前記触媒作用のある材料を備える前記第2のユニット(19)が、前記排出エアの流れる方向に向かって、少なくとも1つの前記装置(12、22)のうちの最後の装置の中に組み込まれていること、および
前記第2のユニット(19)の前記触媒作用のある材料の部分に、前記排出エア側から前記供給エア側への前記熱の移行が難しくされている手段が設けられていることを特徴とする燃料電池システム。 - 少なくとも1つの装置が熱交換器(12)として形成されており、該熱交換器の中では、熱が前記供給エアから前記排出エアに移行することを特徴とする、請求項1に記載の燃料電池システム。
- 少なくとも2つの前記装置があり、前記供給エアの流れる方向に向かって、第1の装置が熱交換器(12)として形成されており、該熱交換器の中では、熱が前記供給エアから前記排出エアに移行し、前記供給エアの流れる方向に向かって、最後の装置が前記カソード領域(3)前に加湿器(13)として形成されており、該加湿器の中では、水蒸気が前記排出エアから前記供給エアに移行することを特徴とする、請求項1又は2に記載の燃料電池システム。
- 少なくとも1つの前記装置が交換装置(22)として形成されており、該交換装置の中では、熱が前記供給エアから前記排出エアに移行し、水蒸気が前記排出エアから前記供給エアに移行することを特徴とする、請求項1に記載の燃料電池システム。
- 前記交換装置(22)が、向流の形で流れを通しており、前記第1のユニット(18)の前記触媒作用のある材料は、前記供給エアと前記排出ガスとが前記交換装置(22)内へ流れ込み、前記排出エアが前記交換装置(22)から流れ出す部分の供給エア側に配置されていることを特徴とする、請求項4に記載の燃料電池システム。
- 前記第2のユニット(19)の前記触媒作用のある材料が、前記排出エアが前記交換装置(22)から流れ出し、前記供給エアと前記排出ガスとが前記交換装置(22)内へ流れ込む部分の排出エア側に配置されていることを特徴とする、請求項5に記載の燃料電池システム。
- 前記加湿器(13)又は前記交換装置(22)の周りに、制御可能に閉鎖できるフロー断面積を備えるバイパスライン(14)が配置されていることを特徴とする、請求項3〜6のいずれか一項に記載の燃料電池システム。
- 供給エア側に前記触媒作用のある材料を備える前記第1のユニット(18)が、前記供給エアの流れる方向に向かって、少なくとも1つの前記装置(12、22)のうちの第1の装置の中に組み込まれていることを特徴とする、請求項1〜7のいずれか一項に記載の燃料電池システム。
- 前記触媒作用のある材料を備える前記第2のユニット(19)に、燃料が供給可能であることを特徴とする、請求項1〜8のいずれか一項に記載の燃料電池システム。
- 前記触媒作用のある材料が、層の形で前記ユニット(18、19)の中に取り付けられているか、もしくは前記ユニットが装備されている少なくとも1つの前記装置(12、22)の中に取り付けられていることを特徴とする、請求項1〜9のいずれか一項に記載の燃料電池システム。
- 少なくとも1つの前記装置(12、13、22)が、少なくとも部分的にハニカム構造を有していることを特徴とする、請求項1〜10のいずれか一項に記載の燃料電池システム。
- 少なくとも1つの前記装置(12、22)のうちの第1の装置の上流に配置されているコンプレッサ(6)によって前記供給エアが供給され、前記コンプレッサ(6)は、少なくとも1つの前記装置(12、22)のうちの最後の装置の下流で前記排出エアが通過するタービン(16)によって、少なくとも補助的に駆動可能であることを特徴とする、請求項1〜11のいずれか一項に記載の燃料電池システム。
- 前記コンプレッサ(6)が電気機械(17)によって駆動可能であり、前記タービン(16)で余剰出力がある場合、前記タービン(16)が、電力を生成するジェネレータとしての前記電気機械(17)を駆動することを特徴とする、請求項12に記載の燃料電池システム。
- 移動手段において、該移動手段の駆動及び/又は電気的な補助負荷のための電力を生成するための、請求項1〜13のいずれか一項に記載の燃料電池システムの使用方法。
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