WO2009121462A1 - Brennstoffzellensystem und kraftfahrzeug mit einem derartigen brennstoffzellensystem - Google Patents

Brennstoffzellensystem und kraftfahrzeug mit einem derartigen brennstoffzellensystem Download PDF

Info

Publication number
WO2009121462A1
WO2009121462A1 PCT/EP2009/001647 EP2009001647W WO2009121462A1 WO 2009121462 A1 WO2009121462 A1 WO 2009121462A1 EP 2009001647 W EP2009001647 W EP 2009001647W WO 2009121462 A1 WO2009121462 A1 WO 2009121462A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
water
fuel cell
cell system
water tank
exhaust gas
Prior art date
Application number
PCT/EP2009/001647
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Philip Anumu
Martin Gruber
Markus Grunenberg
Armin MÜTSCHELE
Stefan Reiff
Christian Safran
Vera Schorbach
Werner Schubert
Hans-Frieder Walz
Original Assignee
Daimler Ag
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 Daimler Ag filed Critical Daimler Ag
Priority to US12/935,223 priority Critical patent/US20110097633A1/en
Priority to JP2011501121A priority patent/JP5273414B2/ja
Publication of WO2009121462A1 publication Critical patent/WO2009121462A1/de

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
    • H01M8/04291—Arrangements for managing water in solid electrolyte fuel cell systems
    • 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
    • H01M8/04694—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by variables to be controlled
    • H01M8/04828—Humidity; Water content
    • H01M8/04843—Humidity; Water content of fuel cell exhausts
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2250/00—Fuel cells for particular applications; Specific features of fuel cell system
    • H01M2250/20—Fuel cells in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • 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
    • 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
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/40—Application of hydrogen technology to transportation, e.g. using fuel cells

Definitions

  • a fuel cell system comprises a fuel cell in which a fuel is oxidized.
  • fuel cells are in the center of interest, in which water-carrying exhaust gas is generated during operation, this being discharged through an exhaust gas line.
  • the water should not be easily entered into the environment with the exhaust gas. It can come to ice, especially on the road, on which a motor vehicle runs, which is operated with the fuel cell system.
  • Legal provisions namely ⁇ 32 StVO
  • Mechanisms of deposition used herein are known from prior art documents.
  • DE 101 290 098 A1 describes that water can be separated from an exhaust gas stream when the exhaust gas stream is passed through a line that tapers at right angles.
  • DE 101 200 18 A describes a separation of water in a separator, which is a water tank (reservoir) downstream.
  • DE 10 2006 048 187 A1 also describes a water separator for exhaust gas of a fuel cell system. While a tank is described in WO 2005/112157 A2, in which a separating element is provided which serves to ensure that water once in the tank is not discharged again, it is now also necessary to deliberately recycle the water from a tank unsubscribe:
  • US 2007/0007194 A1 describes that water is buffered in so-called buffer tanks and discharged again via outlets.
  • the outlets are in this case selectively arranged in the motor vehicle with the fuel cell system such that the driving wind has as little influence as possible on the water outlet or specifically carries the water in a predetermined flow direction.
  • the fuel cell system thus comprises means for portionwise re-dispensing of the water from the water tank.
  • portion wise implies that the water is dispensed in amounts small to the size of the water container, on the other hand the term also implies that the amount of water that is dispensed is not infinitely small, so it is dispensed in quantities, which are several orders of magnitude larger than the size of a water molecule.
  • the present invention takes an intermediate position between the method of US 2007/0007194 A1, in which the water flows directly from the water tanks (buffer tanks), and US 2006/0240299 A1, in which the water is released in molecular form, namely is evaporated.
  • the typical portion of water is a drop, so that in the present case could also be spoken of a dropwise discharge of water from the water tank.
  • the entirety of the water tank and the portion-wise re-dispensing means introduces a kind of buffer stage between the fuel cell and the environment.
  • the water can be discharged here again with the original exhaust gas.
  • the means for portioning the water may include conduits provided in or on the water tank and arranged to guide water collected in the water tank to a location to be passed by the exhaust gas. The exhaust gas then effectively tears the water with it, typically in droplets.
  • the water from the water tank is discharged more or less directly into the environment.
  • the water tank may have a water-permeable wall.
  • the water-permeable wall can also be porous, then the water emerges in rather small droplets.
  • the invention also includes a motor vehicle with a fuel cell system according to the invention.
  • a motor vehicle with a fuel cell system according to the invention.
  • this is preferably arranged such that water that passes through it, is carried along when driving by wind. Due to the wind, the water is carried along very quickly, sometimes even carried along.
  • the adverse effects on the environment are particularly low, because the wind can carry the water anywhere on the outside of the vehicle. This is particularly advantageous in comparison to the discharge of the water from an exhaust, in which the water more or less always impinges on the roadway at the same location relative to the motor vehicle.
  • the water-permeable wall can in particular form the bottom of the water tank, so that the water is discharged by gravity, that is literally dripping off.
  • Fig. 1 schematically illustrates a fuel cell system according to a first embodiment of the invention
  • Fig. 2 shows a detail of a fuel cell system according to a second embodiment, namely in particular a water tank used here, illustrated schematically.
  • a fuel cell system includes at least one fuel cell, typically a plurality of fuel cells, in which an anode space 12 and a cathode space 14 are provided.
  • a fuel is oxidized (burned).
  • the fuel is supplied to the anode chamber 12, wherein a Valve 18 can control the fuel supply.
  • the fuel is hydrogen.
  • the unburned hydrogen exits the anode chamber 12 again, in a line 24, which leads via a valve 25 to an outlet, not shown in the figure.
  • a water tank 32 is provided, in which water is separated from the exhaust gas in a conventional manner or already collected in the cold line segregated water is collected.
  • the water is typically the product of combustion of the fuel upon combustion of hydrogen with atmospheric oxygen.
  • the water tank 32 has a porous bottom surface 34, through which the water can emerge droplets.
  • the water tank 32 is arranged in a motor vehicle in which the fuel cell system 10 according to the invention is used so that water droplets 36 emerging from the porous bottom surface 34 are entrained by a travel wind symbolically represented by the arrows 38.
  • the water tank 40 used in Fig. 2 can be used, which can occur in the fuel cell system of Fig. 1 in place of the water tank 32 with the bottom surface 34.
  • the water tank 40 is thus arranged in the exhaust pipe 28.
  • the water tank 40 is constructed in a conventional manner so that in it water from the exhaust stream condenses and precipitates on the walls 42 of the water tank 40 and also in the line 28 upstream condensed water reaches the walls 42. Over time, a certain amount of water accumulates. Now, a constriction 44 is provided in the container 40, so the exhaust gas flow must flow through a narrowed opening.
  • the purpose of providing the water tank 40 is that the water is added drop by drop in the exhaust stream whereby a uniform discharge of the water from the fuel cell system 10 in total, especially from the motor vehicle, in which the fuel cell system 10 is used, is guaranteed.
  • the water tank 40 thus has a buffer function.
  • the water tank 32 ensures that not at high load of the fuel cell, so at times high combustion of fuel, too much water is added at one time into the environment.

Abstract

Es ist aus dem Stand der Technik bekannt, beim Betrieb einer Brennstoffzelle eines Brennstoff zellensystems (10) anfallendes Wasser, das im Abgas mitgeführt wird, abzuscheiden und in einem Wasserbehälter zu speichern. Es ist auch bekannt, dass das Wasser aus dem Wasserbehälter verdampft wird oder direkt wieder durch eine Leitung abgegeben wird. Vorliegend wird ein Wasserbehälter mit Mitteln zum portionsweisen Wiederabgeben des Wassers versehen. Beispielsweise kann durch eine poröse Bodenfläche (34) des Wasserbehälters (32) das Wasser (36) tröpfchenweise austreten und vom Fahrtwind (38) bei der Fahrt eines Kraftfahrzeugs mitgetragen werden. Das Wasser kann auch an einer Wand (42) eines Wasserbehälters (40) gesammelt werden und zu Leitungen (48) geführt werden, die es tröpfchenweise wieder in den Abgasstrom eintragen.

Description

Brennstoffzellensystem und Kraftfahrzeug mit einem derartigen
BrennstoffZeilensystem
Die Erfindung betrifft ein Brennstoffzellensystem nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Bekanntlich umfasst ein Brennstoffzellensystem eine Brennstoffzelle, in der ein Brennstoff oxidiert wird. Vorliegend stehen solche Brennstoffzellen im Zentrum des Interesses, bei der im Betrieb Wasser mitführendes Abgas erzeugt wird, wobei dieses durch eine Abgasleitung abgeführt wird.
Das Wasser sollte nicht ohne weiteres mit dem Abgas in die Umwelt eingetragen werden. Es kann zur Eisbildung kommen, insbesondere auf der Straße, auf der ein Kraftfahrzeug fährt, das mit dem Brennstoffzellensystem betrieben wird. Gesetzliche Bestimmungen (nämlich § 32 StVO) stehen einem unbehinderten Austrag von Flüssigwasser in Deutschland entgegen. Aus diesem Grund wird häufig das von dem Abgas mitgeführte Wasser, welches auch in Dampfform vorliegen kann, in einem Wasserbehälter gesammelt. Hierbei verwendete Mechanismen des Abscheidens sind aus Dokumenten des Standes der Technik bekannt. Beispielsweise beschreibt die DE 101 290 098 Al, dass Wasser aus einem Abgasstrom abgeschieden werden kann, wenn der Abgasstrom über eine rechtwinklig abknickende Leitung geleitet wird. Die DE 101 200 18 A beschreibt ein Abscheiden von Wasser in einem Abscheider, dem ein Wasserbehälter (Reservoir) nachgeordnet ist. Auch die DE 10 2006 048 187 Al beschreibt einen Wasserabscheider für Abgas eines Brennstoffzellensystems . Während in der WO 2005/112157 A2 ein Tank beschrieben ist, in dem ein Trennelement bereitgestellt ist, das dazu dient, dass einmal in dem Tank befindliches Wasser nicht wieder ausgetragen wird, ist man nun auch dazu übergegangen, das Wasser aus einem Tank bewusst wieder auszutragen:
Beispielsweise ist in der US 2006/0240299 Al ein Tank für Wasser in einem Abgasstrang beschrieben, in dem ein Heizer bereitgestellt ist, der zum Verdampfen des Wassers dient, wobei der Wasserdampf dann wieder in den Abgasstrom eingetragen wird.
Die US 2007/0007194 Al beschreibt, dass Wasser in so genannten Puffertanks zwischengespeichert wird und über Auslässe wieder abgegeben wird. Die Auslässe sind hierbei gezielt so in dem Kraftfahrzeug mit dem Brennstoffzellensystem angeordnet, dass der Fahrtwind möglichst wenig Einfluss auf den Wasseraustritt nimmt oder gerade gezielt das Wasser in eine vorbestimmte Strömungsrichtung mitträgt.
Grund dafür, dass im Stand der Technik das Bedürfnis erwuchs, das Wasser aus dem Wasserbehälter wieder abzugeben ist, dass der Wasserbehälter sonst zu groß ausgeführt werden müsste, wenn er nur beim Auffüllen des Brennstoffs für die Brennstoffzelle an einer Tankstelle geleert wird. Das angesammelte Wasser hat ein gewisses Gewicht, dieses Gewicht muss durch das Fahrzeug mittransportiert werden. Das Verdampfen des Wassers hat aber den Nachteil, dass hierbei relativ viel Energie bereitgestellt werden muss. Kann das Wasser direkt über Wasserauslässe wieder ausfließen, tritt möglicherweise doch zu viel Wasser aus. Es gibt Ansätze, das Wasser aus dem Abgas mittels Ultraschall zu zerstäuben, ohne es in einem Wasserbehälter zwischenzulagern. Auch dies ist relativ energieaufwendig. Es gibt ferner Ansätze, das Wasser aus dem Abgas gezielt zu erwärmen, ohne es in einem Wasserbehälter anzusammeln. Auch derartige Lösungen sind häufig sehr aufwendig.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein BrennstoffZeilensystem bereitzustellen, in dem das Abgas nicht unmittelbar in die Umwelt abgegeben wird, das aber die Nachteile der Brennstoffzellensysteme des Standes der Technik überwindet.
Die Aufgabe wird durch ein BrennstoffZeilensystem mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäß weist das Brennstoffzellensystem somit Mittel zum portionsweisen Wiederabgeben des Wassers aus dem Wasserbehälter auf.
Der Begriff „portionsweise" impliziert, dass das Wasser in Mengen abgegeben wird, die klein gegenüber der Größe des Wasserbehälters sind. Andererseits impliziert der Begriff auch, dass die Wassermenge, welche abgegeben wird, nicht unendlich klein ist, es wird also in Mengen abgegeben, die mehrere Größenordnungen über der Größe eines Wassermoleküls liegen.
Somit nimmt die vorliegende Erfindung eine Zwischenstellung zwischen der Methode aus der US 2007/0007194 Al, bei der das Wasser direkt aus den Wasserbehältern (Puffertanks) abfließt, und der US 2006/0240299 Al ein, bei dem das Wasser in Molekülform abgegeben wird, nämlich verdampft wird.
Üblicherweise ist die typische Portion für Wasser ein Tropfen, so dass vorliegend auch von einer tröpfchenweisen Abgabe des Wassers aus dem Wasserbehälter gesprochen werden könnte .
Dadurch, dass das Wasser zunächst einmal in dem Wasserbehälter gesammelt wird, dann aber portionsweise wieder abgegeben wird, ist die Abgabe des Wassers in die Umwelt von der von der Brennstoffzelle gefahrenen Last unabhängig, insbesondere also vom Anfall des Wassers bei der Oxidation des Brennstoffs in der Brennstoffzelle. Solange relativ viel Wasser anfällt, kann es sein, dass weniger Wasser aus dem Wasserbehälter wieder abgegeben wird, als eingetragen wird. Verringert sich die neu anfallende Wassermenge dann, kann die Wassermenge im Wasserbehälter wieder reduziert werden, indem mehr Wasser wieder abgegeben wird als aufgenommen wird.
Durch die Gesamtheit aus Wasserbehälter und Mitteln zum portionsweisen Wiederabgeben wird eine Art Pufferstufe zwischen Brennstoffzelle und Umwelt eingeführt. Das Wasser kann hierbei durchaus wieder mit dem ursprünglichen Abgas ausgetragen werden. So können die Mittel zum portionsweisen Wiederabgeben des Wassers Leitungen umfassen, die in oder an dem Wasserbehälter bereitgestellt sind und derart angeordnet sind, dass sie in dem Wasserbehälter gesammeltes Wasser an eine von dem Abgas zu passierende Stelle führen. Das Abgas reißt dann gewissermaßen das Wasser mit, typischerweise tröpfchenweise.
Zusätzlich oder alternativ zum Wiedereintrag des in dem Wasserbehälter gesammelten Wassers in den Abgasstrom kann auch vorgesehen sein, dass das Wasser aus dem Wasserbehälter mehr oder weniger direkt in die Umwelt abgegeben wird. Hierzu kann der Wasserbehälter eine wasserdurchlässige Wand aufweisen.
Es können in der wasserdurchlässigen Wand Bohrungen vorgesehen sein, dann tritt das Wasser in eher größeren Tröpfchen aus. Die wasserdurchlässige Wand kann auch porös ausgebildet sein, dann tritt das Wasser in eher kleinen Tröpfchen aus.
Zur Erfindung gehört auch ein Kraftfahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Brennstoffzellensystem. Bei Verwendung des Wasserbehälters mit der wasserdurchlässigen Wand ist diese bevorzugt derart angeordnet, dass Wasser, das durch sie hindurchtritt, bei einer Fahrt von Fahrtwind mitgetragen wird. Durch den Fahrtwind wird das Wasser besonders schnell mitgeführt, teilweise sogar regelrecht mitgerissen. Zudem sind die nachteiligen Wirkungen auf die Umwelt besonders gering, weil der Fahrtwind das Wasser an beliebige Stellen außerhalb des Kraftfahrzeugs tragen kann. Dies ist insbesondere im Vergleich zum Abführen des Wassers aus einem Auspuff vorteilhaft, bei dem das Wasser mehr oder weniger immer an derselben Stelle relativ zum Kraftfahrzeug auf der Fahrbahn auftrifft.
Die wasserdurchlässige Wand kann insbesondere den Boden des Wasserbehälters bilden, so dass das Wasser durch die Schwerkraft ausgetragen wird, also regelrecht abtropft.
Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung unter Bezug auf die Zeichnung beschrieben, wobei
Fig. 1 ein BrennstoffZeilensystem gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung schematisch veranschaulicht und
Fig. 2 einen Ausschnitt aus einem Brennstoffzellensystem gemäß einer zweiten Ausführungsform, nämlich insbesondere einen hierbei verwendeten Wasserbehälter, schematisch veranschaulicht.
Ein im Ganzen mit 10 bezeichnetes Brennstoffzellensystem umfasst zumindest eine Brennstoffzelle, typischerweise mehrere Brennstoffzellen, in denen ein Anodenraum 12 und ein Kathodenraum 14 bereitgestellt ist. In den Brennstoffzellen wird ein Brennstoff oxidiert (verbrannt) . Über eine Leitung 16 wird der Brennstoff dem Anodenraum 12 zugeführt, wobei ein Ventil 18 die Brennstoffzufuhr steuern kann. Typischerweise ist der Brennstoff Wasserstoff. Dem Kathodenraum 14 wird das Oxidationsmittel, typischerweise Luft, zugeführt, wobei die Luft über eine Leitung 20 zugeführt und durch einen Kompressor 22 vorverdichtet wird. Der nicht verbrannte Wasserstoff tritt aus dem Anodenraum 12 wieder aus, und zwar in eine Leitung 24, die über ein Ventil 25 zu einem in der Figur nicht gezeigten Auslass führt. Von der Leitung 24 zweigt eine Rückführleitung 26 ab, damit nicht verbrauchter Brennstoff wieder zurückgeführt werden kann. Bei der Verbrennung des Brennstoffs entsteht Abgas. Dieses wird aus dem Kathodenraum 14 über eine Abgasleitung 28 abgeführt, wobei ein Ventil 30 die Strömung des Abgases beeinflussen kann. Im Abgasstrang, also vorliegend in der Abgasleitung 28, ist ein Wasserbehälter 32 bereitgestellt, in dem in an sich bekannter Weise Wasser aus dem Abgas abgeschieden oder bereits in der kalt gewordenen Leitung abgeschiedenes Wasser gesammelt wird. Das Wasser ist typischerweise das Verbrennungsprodukt des Brennstoffs bei Verbrennung von Wasserstoff mit Luftsauerstoff. Vorliegend weist der Wasserbehälter 32 eine poröse Bodenfläche 34 auf, durch die das Wasser tröpfchenweise austreten kann. Der Wasserbehälter 32 ist in einem Kraftfahrzeug, in dem das erfindungsgemäße Brennstoffzellensystem 10 eingesetzt wird, so angeordnet, dass aus der porösen Bodenfläche 34 austretende Wassertropfen 36 von einem symbolisch durch die Pfeile 38 dargestellten Fahrtwind mitgerissen werden.
Anstatt das Wasser über die poröse Bodenfläche 34 aus dem Behälter 32 abzugeben, kann das Wasser auch wieder tröpfchenweise in den Abgasstrom geführt werden. Hierbei kann der in Fig. 2 verwendete Wasserbehälter 40 verwendet werden, der in dem Brennstoffzellensystem aus Fig. 1 an die Stelle des Wasserbehälters 32 mit der Bodenfläche 34 treten kann. Der Wasserbehälter 40 ist also in der Abgasleitung 28 angeordnet. Der Wasserbehälter 40 ist in an sich bekannter Weise so aufgebaut, dass in ihm Wasser aus dem Abgasstrom auskondensiert und sich an den Wänden 42 des Wasserbehälters 40 niederschlägt und auch in der Leitung 28 stromaufwärts auskondensiertes Wasser an die Wände 42 gelangt. Mit der Zeit sammelt sich eine bestimmte Menge an Wasser an. Nun ist im Behälter 40 eine Verengungsstelle 44 bereitgestellt, der Abgasstrom muss also durch eine verengte Öffnung strömen. Naturgemäß strömt er durch diese verengte Öffnung 44 schneller als im Übrigen durch den Wasserbehälter 40. Im Bereich von die Verengungsstelle 44 bildenden Wänden 46 sind kleine Leitungen, insbesondere in Form von Rohren 48 mit Düsen an ihrem Austrittsende ausgebildet. Durch den Abgasstrom wird das Wasser von den Wänden 42 in Richtung der Wände 46 gedrückt. Durch die Leitungen 48 wird dieses Wasser dann entsprechend dem Pfeil 50 genau wieder in den gasförmigen Abgasstrom eingetragen, der durch die Öffnung 44 durchtritt .
Der Sinn der Bereitstellung des Wasserbehälters 40 liegt darin, dass das Wasser tröpfchenweise wieder in den Abgasstrom eingetragen wird wodurch ein gleichmäßiger Austrag des Wassers aus dem Brennstoffzellensystem 10 insgesamt, insbesondere aus dem Kraftfahrzeug, in dem das Brennstoffzellensystem 10 eingesetzt ist, gewährleistet ist. Der Wasserbehälter 40 hat somit eine Pufferfunktion. Auch der Wasserbehälter 32 gewährleistet, dass nicht bei hoher Last der Brennstoffzellen, also bei zeitweilig hoher Verbrennung von Brennstoff, zuviel Wasser auf einmal in die Umwelt eingetragen wird.

Claims

Patentansprüche
1. Brennstoffzellensystem (10) mit zumindest einer Brennstoffzelle, aus der im Betrieb Wasser mitführendes Abgas durch eine Abgasleistung (28) abgeführt wird, wobei in der Abgasleitung (28) ein Wasserbehälter (32; 40) angeordnet ist, der zum Sammeln von Wasser dient, dadurch gekennzeichnet, dass
Mittel (34; 46, 48) zum portionsweisen Wiederabgeben des Wassers (36) aus dem Wasserbehälter (32; 40) bereitgestellt sind.
2. Brennstoffzellensystem (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum portionsweisen Wiederabgeben des Wassers Leitungen (46) umfassen, die in oder an dem Wasserbehälter (40) bereitgestellt sind und derart angeordnet sind, dass sie in dem Wasserbehälter gesammeltes Wasser an eine von dem Abgas zu passierende Stelle führen.
3. Brennstoffzellensystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass dass die Mittel zum portionsweisen Wiederabgeben des Wassers eine wasserdurchlässige Wand (34) des Wasserbehälters umfassen.
4. Brennstoffzellensystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die wasserdurchlässige Wand (34) Bohrungen aufweist.
5. Brennstoffzellensystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die wasserdurchlässige Wand (34) porös ausgebildet ist.
6. Kraftfahrzeug mit einem Brennstoffzellensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
7. Kraftfahrzeug mit einem Brennstoffzellensystem nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die wasserdurchlässige Wand (34) derart angeordnet ist, dass die wasserdurchlässige Wand (34) durchtretendes
Wasser bei einer Fahrt von Fahrtwind (38) mitgetragen wird.
8. Kraftfahrzeug mit einem Brennstoffzellensystem nach einem der Ansprüche 3 bis 5, insbesondere nach Patentanspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die wasserdurchlässige Wand (34) an einem Boden des
Wasserbehälters (32) angeordnet ist.
9. Verfahren zum Betreiben eines BrennstoffZeilensystems, in dem Wasser mitführendes Abgas erzeugt wird, wobei das Wasser aus dem Abgas abgeschieden und in einem Wasserbehälter gesammelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Wasser portionsweise wieder aus dem Wasserbehälter ausgetragen wird.
PCT/EP2009/001647 2008-03-29 2009-03-07 Brennstoffzellensystem und kraftfahrzeug mit einem derartigen brennstoffzellensystem WO2009121462A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US12/935,223 US20110097633A1 (en) 2008-03-29 2009-03-07 Fuel Cell System and Motor Vehicle with Such a Fuel Cell System
JP2011501121A JP5273414B2 (ja) 2008-03-29 2009-03-07 燃料電池システム及び燃料電池システムを備えた車両

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102008016373.2 2008-03-29
DE102008016373A DE102008016373A1 (de) 2008-03-29 2008-03-29 Brennstoffzellensystem und Kraftfahrzeug mit einem derartigen Brennstoffzellensystem

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2009121462A1 true WO2009121462A1 (de) 2009-10-08

Family

ID=40672211

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2009/001647 WO2009121462A1 (de) 2008-03-29 2009-03-07 Brennstoffzellensystem und kraftfahrzeug mit einem derartigen brennstoffzellensystem

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20110097633A1 (de)
JP (1) JP5273414B2 (de)
DE (1) DE102008016373A1 (de)
WO (1) WO2009121462A1 (de)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015004720A1 (de) 2015-04-09 2016-10-13 Daimler Ag Fahrzeug mit einem Brennstoffzellensystem
JP7287340B2 (ja) * 2020-04-30 2023-06-06 トヨタ自動車株式会社 情報処理装置、制御装置、車両、及び散水方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005018973A1 (en) * 2003-08-26 2005-03-03 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Moving body
WO2005112157A2 (en) * 2004-05-13 2005-11-24 Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha Fuel cell system with designed water reservoir and vehicle transporting the same
US20060240299A1 (en) * 2005-04-26 2006-10-26 Honda Motor Co., Ltd. Fuel cell vehicle and water discharging method for fuel cell vehicle

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6579637B1 (en) 2000-05-31 2003-06-17 General Motors Corporation Fuel cell system having a compact water separator
US6419730B1 (en) * 2000-08-28 2002-07-16 Felix Chavez Gas transmission system including a water separator
JP3818068B2 (ja) * 2001-02-14 2006-09-06 日産自動車株式会社 燃料電池システム
DE10120098B4 (de) 2001-04-25 2004-02-05 Brose Fahrzeugteile Gmbh & Co. Kg Heizung und Verfahren zur Steuerung einer Heizung einer Funktionseinheit eines Kraftfahrzeuges
JP2005353583A (ja) * 2004-05-13 2005-12-22 Yamaha Motor Co Ltd 燃料電池システムおよびそれを用いた輸送機器
JP2006032134A (ja) * 2004-07-16 2006-02-02 Toyota Motor Corp 燃料電池システム内の水を貯留する貯水装置、燃料電池システム
JP2006196388A (ja) * 2005-01-17 2006-07-27 Toyota Motor Corp 燃料電池車両
KR101002654B1 (ko) * 2005-10-12 2010-12-20 삼성에스디아이 주식회사 연료전지용 고분자 전해질막, 이의 제조방법, 이를포함하는 연료전지용 막-전극 어셈블리, 및 이를 포함하는연료전지 시스템
US20070082245A1 (en) 2005-10-12 2007-04-12 Volker Druenert Evaporative cooling system for fuel cell systems using cathode product water
JP4919382B2 (ja) * 2005-11-14 2012-04-18 ヤマハ発動機株式会社 燃料電池車両における生成水排出装置
JP2009026498A (ja) * 2007-07-17 2009-02-05 Nippon Soken Inc 燃料電池車両

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005018973A1 (en) * 2003-08-26 2005-03-03 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Moving body
WO2005112157A2 (en) * 2004-05-13 2005-11-24 Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha Fuel cell system with designed water reservoir and vehicle transporting the same
US20060240299A1 (en) * 2005-04-26 2006-10-26 Honda Motor Co., Ltd. Fuel cell vehicle and water discharging method for fuel cell vehicle

Also Published As

Publication number Publication date
JP5273414B2 (ja) 2013-08-28
DE102008016373A1 (de) 2009-10-01
JP2011517835A (ja) 2011-06-16
US20110097633A1 (en) 2011-04-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE10201668B4 (de) On-Board-Brennstoffzellensystem und Verfahren zum Abgeben von Wasserstoffabgas sowie seine Verwendung in einem Fahrzeug
EP3047533B1 (de) Abgasanlage und kraftfahrzeug mit abgasanlage
WO2013020647A1 (de) Brennstoffzellensystem mit wasserabscheider
WO2019105656A1 (de) Gas-flüssigkeitsabscheider zum abscheiden von zumindest einem flüssigen bestandteil von einem gasförmigen bestandteil
DE102014013372A1 (de) Zentrifugalwasserabscheider für ein brennstoffzellensystem
DE102012023682A1 (de) Flüssigkeitsabscheider für ein Brennstoffzellensystem
WO2021058375A1 (de) Vorrichtung zur abscheidung von wasser aus einem wasser-dampf-luft-gemischstrom
EP2537202A1 (de) Brennstoffzellensystem mit wenigstens einer brennstoffzelle
WO2009121462A1 (de) Brennstoffzellensystem und kraftfahrzeug mit einem derartigen brennstoffzellensystem
DE102016013666A1 (de) Vorrichtung zum Abscheiden von Flüssigkeit
DE102012007385A1 (de) Gasstrahlpumpe zum Fördern eines Gasstroms
WO2010108606A1 (de) Brennstoffzellensystem mit anodenseitiger auslassöffnung
DE102016010450A1 (de) Flüssigkeitsabscheider und seine Verwendung
DE102013011373A1 (de) Vorrichtung zum Einbringen von flüssigem Wasser in einen Gasstrom
DE102011114799A1 (de) Gasstrahlpumpe zur Förderung eines Gasstroms
WO2013045040A1 (de) Gasstrahlpumpe zur förderung eines hauptgasstroms
EP0810407A2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Nutzung der die restliche fühlbare und die latente Wärme umfassenden Restwärme eines Abgases einer Feuerungsanlage
WO2016146302A1 (de) Brennstoffzellensystem mit einem befeuchteten oxidationsmittelstrom
WO2022200319A1 (de) Vorrichtung zum abscheiden und sammeln von wasser aus einem gasstrom, brennstoffzellensystem sowie verfahren zum betreiben eines brennstoffzellensystems
WO2008086819A1 (de) Beschichtung von komponenten in einem brennstoffzellensystem zum verbesserten ausrag von produktwasser
WO2021237263A1 (de) Prüfstandsystem zum prüfen von zumindest einer brennstoffzelle
DE102020127726A1 (de) Brennstoffzellensystem und Spülverfahren dafür
DE102011114732A1 (de) Gasstrahlpumpe und Brennstoffzellensystem
DE19953803A1 (de) System zur Befeuchtung eines Gasstroms
DE102011116856A1 (de) Gasversorgungsvorrichtung

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 09726621

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2011501121

Country of ref document: JP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 12935223

Country of ref document: US

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 09726621

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1