WO2013152836A1 - Anode circuit for a fuel cell - Google Patents

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WO2013152836A1
WO2013152836A1 PCT/EP2013/000963 EP2013000963W WO2013152836A1 WO 2013152836 A1 WO2013152836 A1 WO 2013152836A1 EP 2013000963 W EP2013000963 W EP 2013000963W WO 2013152836 A1 WO2013152836 A1 WO 2013152836A1
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fuel cell
anode circuit
nozzle
valve device
anode
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PCT/EP2013/000963
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Inventor
Gerald Hornburg
Massimo Venturi
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Daimler Ag
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    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04FPUMPING OF FLUID BY DIRECT CONTACT OF ANOTHER FLUID OR BY USING INERTIA OF FLUID TO BE PUMPED; SIPHONS
    • F04F5/00Jet pumps, i.e. devices in which flow is induced by pressure drop caused by velocity of another fluid flow
    • F04F5/14Jet pumps, i.e. devices in which flow is induced by pressure drop caused by velocity of another fluid flow the inducing fluid being elastic fluid
    • F04F5/16Jet pumps, i.e. devices in which flow is induced by pressure drop caused by velocity of another fluid flow the inducing fluid being elastic fluid displacing elastic fluids
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00Batteries for particular applications
    • H01M2220/20Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Definitions

  • the invention relates to an anode circuit for a fuel cell, according to the
  • the invention relates to a method for starting a fuel cell system with such a
  • Anodenniklaufs or a method for starting a fuel cell system with such an anode circuit.
  • Fuel cell systems are known from the general state of the art. They can be used in particular in vehicles for generating electrical power, for example for generating electrical drive power. Under vehicles in the context of the invention, all rail-bound or trackless land vehicles with driver or with an autonomous driving system can be understood. Likewise, watercraft or aircraft may be considered as vehicles, in particular in aircraft, in addition to the provision of electrical drive power, here in particular the generation of electrical power for an electrical system of the vehicle is in the foreground.
  • Such fuel cell systems often have low-temperature fuel cells in the form of so-called PEM fuel cells with proton exchange membranes.
  • the fuel cell itself then typically consists of a plurality of individual PEM cells, which are stacked in the fuel cell to form a so-called fuel cell stack or stack.
  • the fuel cell stack or fuel cell stack has an anode space and a cathode space.
  • the cathode space is typically supplied with air or an oxygen-containing medium, the anode space with hydrogen or a hydrogen-containing medium.
  • Anode space a so-called anode circuit is known from the general state of the art.
  • Such an anode circuit for a fuel cell comprises a
  • anode circuit typically has a recirculation conveyor.
  • an excess of fuel can be used, as unused exhaust gas from the anode compartment of the fuel cell via the recirculation conveyor is transported back into the anode compartment of the fuel cell.
  • the anode compartment of the fuel cell is then typically supplied mixed with fresh fuel. This results in a comparatively large volume flow of fuel through the anode compartment.
  • the available active area of the fuel cell is thus ideally utilized and resulting product water is well discharged from the anode space by the comparatively large volume flow.
  • Anodenraum is registered. It can also be at a start at
  • DE 10 2007 057 451 A1 it is known from DE 10 2007 057 451 A1 to provide a bypass line around a metering unit designed, for example, as a gas jet pump and thus as a recirculation conveyor, in order to bypass this gas jet pump in the cold start case, for example if it is frozen in the region of its nozzle. Inevitably, this also results in a prevention of recirculation, which can also be partially avoided the disadvantages mentioned above.
  • the problem with the structure described in DE 10 2007 057 451 A1 is that it is comparatively complex and requires numerous components. These are correspondingly expensive, heavy and require a comparatively large Space. In addition, they are also freeze-endangered, if the start at
  • the object of the present invention is now to provide an anode circuit which avoids all the disadvantages mentioned and allows a simple, safe and reliable starting of the fuel cell equipped with it.
  • Valve means for shutting off a flow through the recirculation line is arranged in the recirculation line. Regardless of how the recirculation conveyor is constructed, such a valve device can recirculate by blocking the recirculation line in certain operating situations
  • the fuel cell can be activated very quickly without any accumulated condensate and liquid condensing in the fuel cell obstructing or delaying the starting process.
  • the valve device can be designed as a shut-off valve or flap.
  • a simple shut-off valve or a simple flap can efficiently into the anode circuit without significant additional effort in terms of space, weight and cost to get integrated.
  • the recirculated gas stream can be shut off at least temporarily during the cold start.
  • valve device is designed integrated into the recirculation conveyor.
  • Such a valve device integrated in the recirculation conveyor device is even smaller in terms of the space requirement, since, for example, in any case
  • the recirculation conveyor is designed as a gas jet pump, which is drivable by the fresh fuel.
  • the valve device may be in the gas jet pump
  • valve device in the gas jet pump is particularly simple and efficient, since in this way the recirculated gas stream is shut off and the recirculation effect of the gas jet pump is prevented.
  • a nozzle for the propulsion jet is positioned centrally in a suction area connected to the suction, wherein the nozzle is displaceable in its axial direction, the size of the connection between the intake and a Blending zone depending on the axial position of the nozzle has its full flow-through cross-section or no flow-through cross-section. Due to the possibility of the nozzle in axial
  • Valve device is closed at least temporarily. Such an at least temporary closing of the valve device during the starting process makes it possible to prevent the recirculation, which prevents accumulated condensate from being transported back into the cold fuel cell and thus the working pressure in the closed anode circuit is reached very quickly and accordingly a sufficiently high hydrogen level very early Partial pressure for the activation of the fuel cell is present.
  • a water separator and a drain valve for water may also be opened at least briefly before opening the valve means to drain in the region of the recirculation line and arranged in her Wasserabscheiders accumulated condensate and thus to prevent the entry of just this condensate in the region of the fuel cell after opening the valve device itself.
  • the particular advantage of the anode circuit according to the invention is that it is ideally suited to achieve a start or cold start of the fuel cell or a equipped with her fuel cell system. Since cold start conditions play a decisive role, in particular in mobile fuel cell systems, since, for example, vehicles must frequently be shut down and restarted, the particularly preferred use of the fuel cell or a equipped with her fuel cell system.
  • Fig. 2 shows an alternative embodiment for an anode circuit according to the invention.
  • Fig. 3 shows a possible embodiment of the integration of a valve device in a
  • a vehicle 1 indicated in principle with a fuel cell system 2 can be seen, which is to be designed for the provision of electrical power, in particular of electrical drive power for the vehicle 1.
  • Core of the fuel cell system 2 is a fuel cell 3, which is designed as a stack of individual cells, as a so-called fuel cell stack.
  • the fuel cell 3 should be realized in the embodiment shown here as a PEM fuel cell. This construction of fuel cells with
  • the fuel cell 3 comprises an anode compartment 4 and a cathode compartment 5.
  • the cathode compartment 5 is supplied with air as an oxygen-containing medium via an air conveying device 6. This air can through an optional humidifier 7 in the
  • Hydrogen is supplied from a compressed gas reservoir 8 via a metering and regulating valve 9 to the anode chamber 4 of the fuel cell 3.
  • the hydrogen flows into the Anode space 4 and is at least partially implemented there.
  • Unconsumed hydrogen passes through a recirculation line 10 and a
  • Recirculation conveyor 11 which is indicated here as a hydrogen circulation fan 110, back to the entrance of the anode compartment 4 and this is mixed with fresh hydrogen from the compressed gas storage 8 again supplied.
  • This structure is also referred to as anode circuit 12.
  • In the region of the recirculation line 10 is typically also next to the recirculation conveyor 11 a
  • Water separator 13 is arranged with a drain valve 14.
  • water and inert gas which has diffused through the membranes of the fuel cell 3 from the cathode compartment 5 into the anode compartment 4, accumulate over time in the region of the anode circuit 12. The water can now be drained from time to time. Since the volume of the anode circuit 12 is constant, decreases with increasing proportion of inert gases in the anode circuit 12 the
  • Hydrogen concentration In addition to the water can therefore via the drain valve 14 from time to time or, for example, as a function of substance concentrations, the
  • gas can be drained with to keep the concentration of hydrogen in the anode circuit 12 in the desired range. All this is as far as has been described so far, known from the general state of the art.
  • the fuel cell system 1 shown here now differs in that in the field of
  • Rezirkulations effet 10 also a valve device 15 is arranged.
  • the recirculated gas stream can shut off.
  • the recirculation can be deactivated at least temporarily, in particular during the starting process. This prevents that accumulating condensate is transported into the cold fuel cell 3.
  • the valve device 15 can be designed, for example, as a solenoid valve, as indicated in FIG. 1, or as a simple, actively actuable flap or the like. This is extremely easy and efficient.
  • the valve device 15 can thus be realized simply, inexpensively, easily and with minimal space required.
  • Gas jet pump 111 has been omitted.
  • the functionality with the valve device 15 in the recirculation line 10 of the anode circuit 12 is substantially the same, as already described in the illustration of Figure 1.
  • Sectional view of Figure 3 shows the gas jet pump 111 and the
  • Recirculation line 10 which in the region of an intake opening 18 with the
  • Gas jet pump 11 is connected.
  • the suction opening 18 is followed by a
  • Suction port 18 is closed and prevents recirculation of gas in the anode circuit 12.
  • the displaceable in the axial direction 22 thus forms in this area, the valve device 15.
  • This is a particularly compact construction, since the lowest flow-through cross-section of the anode circuit 12 is present in the intake region 19 or in the mixing zone 20. To close this is therefore possible with correspondingly simple and small-sized elements, so that with minimal energy consumption, the very small and efficient valve device 15 can be operated.

Abstract

The invention relates to an anode circuit (12) for a fuel cell (3), comprising a recirculation line (10), which connects an output of an anode chamber (4) of the fuel cell (3) to an input of the anode chamber (4) of the fuel cell (3), and comprising a recirculation conveyor (11). The invention is characterised in that a valve device (15) for stopping a flow through the recirculation line (10) is arranged in the recirculation conveyor (10).

Description

Anodenkreislauf für eine Brennstoffzelle  Anode circuit for a fuel cell
Die Erfindung betrifft einen Anodenkreislauf für eine Brennstoffzelle, nach der im The invention relates to an anode circuit for a fuel cell, according to the
Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Starten eines Brennstoffzellensystems mit einem derartigen In addition, the invention relates to a method for starting a fuel cell system with such a
Anodenkreislauf. Letztlich betrifft die Erfindung außerdem die Verwendung des Anode circuit. Finally, the invention also relates to the use of the
Anodenkreislaufs oder eines Verfahrens zum Starten eines Brennstoffzellensystems mit einem solchen Anodenkreislauf. Anodenkreislaufs or a method for starting a fuel cell system with such an anode circuit.
Brennstoffzellensysteme sind aus dem allgemeinen Stand der Technik bekannt. Sie können insbesondere in Fahrzeugen zur Erzeugung von elektrischer Leistung, beispielsweise zur Erzeugung von elektrischer Antriebsleistung, eingesetzt werden. Unter Fahrzeugen im Sinne der Erfindung können dabei alle schienengebundenen oder schienenlosen Landfahrzeuge mit Fahrer oder mit einem autonomen Fahrsystem verstanden werden. Ebenso können Wasserfahrzeuge oder Luftfahrzeuge als Fahrzeuge angesehen werden, wobei insbesondere bei Luftfahrzeugen, neben der Bereitstellung von elektrischer Antriebsleistung, hier insbesondere die Erzeugung von elektrischer Leistung für ein Bordnetz des Fahrzeugs im Vordergrund steht. Fuel cell systems are known from the general state of the art. They can be used in particular in vehicles for generating electrical power, for example for generating electrical drive power. Under vehicles in the context of the invention, all rail-bound or trackless land vehicles with driver or with an autonomous driving system can be understood. Likewise, watercraft or aircraft may be considered as vehicles, in particular in aircraft, in addition to the provision of electrical drive power, here in particular the generation of electrical power for an electrical system of the vehicle is in the foreground.
Derartige Brennstoffzellensysteme weisen häufig Niedertemperaturbrennstoffzellen in Form von sogenannten PEM-Brennstoffzellen mit Protonenaustauschmembranen auf. Die Brennstoffzelle selbst besteht dann typischerweise aus einer Vielzahl von einzelnen PEM- Zellen, welche in der Brennstoffzelle zu einem sogenannten Brennstoffzellenstapel oder -Stack aufgestapelt sind. Der Brennstoffzellenstapel bzw. Brennstoffzellenstack weist dabei einen Anodenraum und einen Kathodenraum auf. Dem Kathodenraum wird typischerweise Luft oder ein sauerstoffhaltiges Medium zugeführt, dem Anodenraum Wasserstoff oder ein wasserstoffhaltiges Medium. Nun ist es so, dass zur maximalen Ausnutzung der verfügbaren aktiven Fläche der Brennstoffzelle im Bereich des Such fuel cell systems often have low-temperature fuel cells in the form of so-called PEM fuel cells with proton exchange membranes. The fuel cell itself then typically consists of a plurality of individual PEM cells, which are stacked in the fuel cell to form a so-called fuel cell stack or stack. The fuel cell stack or fuel cell stack has an anode space and a cathode space. The cathode space is typically supplied with air or an oxygen-containing medium, the anode space with hydrogen or a hydrogen-containing medium. Now it is so that to the maximum Exploitation of the available active area of the fuel cell in the area of the fuel cell
Anodenraums ein sogenannter Anodenkreislauf aus dem allgemeinen Stand der Technik bekannt ist. Ein solcher Anodenkreislauf für eine Brennstoffzelle umfasst eine Anode space a so-called anode circuit is known from the general state of the art. Such an anode circuit for a fuel cell comprises a
Rezirkulationsleitung, welche einen Ausgang des Anodenraums der Brennstoffzelle mit dem Eingang des Anodenraums der Brennstoffzelle verbindet, und welcher Rezirkulationsleitung which connects an output of the anode compartment of the fuel cell to the input of the anode compartment of the fuel cell, and which
typischerweise eine Rezirkulationsfördereinrichtung aufweist. Durch den Anodenkreislauf kann ein Überschuss an Brennstoff verwendet werden, da unverbrauchtes Abgas aus dem Anodenraum der Brennstoffzelle über die Rezirkulationsfördereinrichtung wieder zurück in den Anodenraum der Brennstoffzelle transportiert wird. Dem Anodenraum der Brennstoffzelle wird es dann typischerweise vermischt mit frischem Brennstoff zugeführt. Hierdurch entsteht ein vergleichsweise großer Volumenstrom an Brennstoff durch den Anodenraum. Die zur Verfügung stehende aktive Fläche der Brennstoffzelle wird damit ideal ausgenutzt und entstehendes Produktwasser wird durch den vergleichsweise großen Volumenstrom gut aus dem Anodenraum ausgetragen. typically has a recirculation conveyor. Through the anode circuit, an excess of fuel can be used, as unused exhaust gas from the anode compartment of the fuel cell via the recirculation conveyor is transported back into the anode compartment of the fuel cell. The anode compartment of the fuel cell is then typically supplied mixed with fresh fuel. This results in a comparatively large volume flow of fuel through the anode compartment. The available active area of the fuel cell is thus ideally utilized and resulting product water is well discharged from the anode space by the comparatively large volume flow.
Nun ist es so, dass in bestimmten Betriebssituationen der Brennstoffzelle bzw. eines mit der Brennstoffzelle ausgestatteten Brennstoffzellensystems eine Rezirkulation nicht gewünscht ist, da beispielsweise beim Kaltstart des Brennstoffzellensystems durch den Anodenkreislauf und das rezirkulierte Abgas vergleichsweise viel aus der Brennstoffzelle bereits ausgetragene Feuchtigkeit bzw. kondensierte Feuchtigkeit wieder in den Now it is the case that in certain operating situations of the fuel cell or a fuel cell equipped with the fuel cell system, a recirculation is not desired because, for example, during cold start of the fuel cell system by the anode circuit and the recirculated exhaust gas comparatively much from the fuel cell already discharged moisture or condensed moisture back in the
Anodenraum eingetragen wird. Außerdem kann es bei einem Start bei Anodenraum is registered. It can also be at a start at
Umgebungstemperaturen unterhalb des Gefrierpunkts zu einer Eisbildung im Bereich der Zuleitung von rezirkuliertem Abgas und mit diesem vermischten frischen Brennstoff kommen, was den Start der Brennstoffzelle hinauszögern würde. Diese Aspekte sind für den Kaltstart einer Brennstoffzelle mit einem Anodenkreislauf ein gravierender Nachteil. At sub-freezing ambient temperatures, ice formation occurs in the supply of recirculated exhaust gas and fresh fuel mixed with it, which would delay the start of the fuel cell. These aspects are a serious disadvantage for the cold start of a fuel cell with an anode circuit.
Um dieser Problematik entgegenzuwirken ist es aus der DE 10 2007 057 451 A1 bekannt, eine Bypassleitung um eine beispielsweise als Gasstrahlpumpe und damit als Rezirkulationsfördereinrichtung ausgebildete Dosiereinheit vorzusehen, um im Kaltstartfall diese Gasstrahlpumpe entsprechend zu umgehen, beispielsweise falls diese im Bereich ihrer Düse eingefroren ist. Unweigerlich ergibt sich dadurch auch eine Verhinderung der Rezirkulation, wodurch sich auch die oben genannten Nachteile teilweise vermeiden lassen. Die Problematik bei dem in der DE 10 2007 057 451 A1 beschriebenen Aufbau ist nun jedoch die, dass dieser vergleichsweise komplex ist und zahlreiche Bauteile benötigt. Diese sind entsprechend teuer, schwer und benötigen einen vergleichsweise großen Bauraum. Außerdem sind auch sie wiederum gefriergefährdet, falls der Start bei In order to counteract this problem, it is known from DE 10 2007 057 451 A1 to provide a bypass line around a metering unit designed, for example, as a gas jet pump and thus as a recirculation conveyor, in order to bypass this gas jet pump in the cold start case, for example if it is frozen in the region of its nozzle. Inevitably, this also results in a prevention of recirculation, which can also be partially avoided the disadvantages mentioned above. However, the problem with the structure described in DE 10 2007 057 451 A1 is that it is comparatively complex and requires numerous components. These are correspondingly expensive, heavy and require a comparatively large Space. In addition, they are also freeze-endangered, if the start at
Temperaturen unterhalb des Gefrierpunkts erfolgen soll. Temperatures should be below freezing.
Die Aufgabe der hier vorliegenden Erfindung besteht nun darin, einen Anodenkreislauf anzugeben, welcher alle genannten Nachteile vermeidet und ein einfaches, sicheres und zuverlässiges Starten der mit ihm ausgerüsteten Brennstoffzelle ermöglicht. Außerdem soll ein geeignetes Verfahren zum Betreiben eines solchen Anodenkreislaufs im The object of the present invention is now to provide an anode circuit which avoids all the disadvantages mentioned and allows a simple, safe and reliable starting of the fuel cell equipped with it. In addition, a suitable method for operating such an anode circuit in the
Kaltstartfall angegeben werden. Cold start case can be specified.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst. Ein erfindungsgemäßes Verfahren ist im Anspruch 9 angegeben. Außerdem gibt der Anspruch 10 eine besonders bevorzugte Verwendung der According to the invention the object is achieved by the features in the characterizing part of claim 1. A method according to the invention is specified in claim 9. In addition, claim 10 gives a particularly preferred use of
erfindungsgemäßen Vorrichtung und/oder des erfindungsgemäßen Verfahrens an. Device according to the invention and / or the method according to the invention.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Lösung ergeben sich aus den abhängigen Vorrichtungsansprüchen. Further advantageous embodiments of the solution according to the invention will become apparent from the dependent device claims.
Bei dem erfindungsgemäßen Anodenkreislauf ist es vorgesehen, dass eine In the anode circuit according to the invention, it is provided that a
Ventileinrichtung zum Absperren einer Strömung durch die Rezirkulationsleitung in der Rezirkulationsleitung angeordnet ist. Eine solche Ventileinrichtung kann unabhängig davon, wie die Rezirkulationsfördereinrichtung aufgebaut ist, durch ein Absperren der Rezirkulationsleitung in bestimmten Betriebssituationen eine Rezirkulation Valve means for shutting off a flow through the recirculation line is arranged in the recirculation line. Regardless of how the recirculation conveyor is constructed, such a valve device can recirculate by blocking the recirculation line in certain operating situations
außerordentlich einfach und effizient unterbinden. Hierdurch wird angefallenes Kondensat nicht in die während des Starts noch kalte Brennstoffzelle zurücktransportiert, sondern es wird lediglich das geschlossene Volumen des Anodenkreislaufs auf den Arbeitsdruck angehoben und frischer Brennstoff, welcher in den Anodenkreislauf einströmt, vermischt sich mit der im Ruhezustand im Anodenkreislauf typischerweise befindlichen Luft. extraordinarily simple and efficient. As a result, accumulated condensate is not transported back into the still cold fuel cell during startup, but it is only the closed volume of the anode circuit raised to the working pressure and fresh fuel, which flows into the anode circuit, mixed with the at rest in the anode circuit typically located air.
Hierdurch wird sehr schnell ein ausreichender Wasserstoff- Partialdruck in dem This will very quickly sufficient hydrogen partial pressure in the
Anodenraum erreicht. Die Brennstoffzelle kann so sehr schnell aktiviert werden, ohne dass angefallenes Kondensat und in der Brennstoffzelle auskondensierende Flüssigkeit den Startvorgang behindert oder verzögert. Anode room reached. The fuel cell can be activated very quickly without any accumulated condensate and liquid condensing in the fuel cell obstructing or delaying the starting process.
Gemäß einer besonders günstigen und vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann die Ventileinrichtung dabei als Absperrventil oder Klappe ausgebildet sein. Ein einfaches Absperrventil oder eine einfache Klappe können ohne nennenswerten zusätzlichen Aufwand hinsichtlich Bauraum, Gewicht und Kosten effizient in den Anodenkreislauf integriert werden. Hierdurch kann zumindest zeitweise während des Kaltstarts der rezirkulierte Gasstrom abgesperrt werden. According to a particularly favorable and advantageous development of the invention, the valve device can be designed as a shut-off valve or flap. A simple shut-off valve or a simple flap can efficiently into the anode circuit without significant additional effort in terms of space, weight and cost to get integrated. As a result, the recirculated gas stream can be shut off at least temporarily during the cold start.
In einer weiteren besonders günstigen und vorteilhaften Ausgestaltung des In a further particularly favorable and advantageous embodiment of the
erfindungsgemäßen Anodenkreislaufs kann es außerdem vorgesehen sein, dass die Ventileinrichtung in- die Rezirkulationsfördereinrichtung integriert ausgeführt ist. Eine solche in die Rezirkulationsfördereinrichtung integrierte Ventileinrichtung ist hinsichtlich des Bauraumbedarfs noch kleiner zu realisieren, da beispielsweise im ohnehin According to the invention Anodenkreislaufs it can also be provided that the valve device is designed integrated into the recirculation conveyor. Such a valve device integrated in the recirculation conveyor device is even smaller in terms of the space requirement, since, for example, in any case
vorhandenen Anschlussbereich für die Rezirkulationsfördereinrichtung eine solche Ventileinrichtung sehr einfach platziert werden kann. existing connection area for the recirculation conveyor such a valve device can be placed very easily.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Anodenkreislaufs kann es dabei vorgesehen sein, dass die Rezirkulationsfördereinrichtung als Gasstrahlpumpe ausgebildet ist, welche vom frischen Brennstoff antreibbar ist. In einer vorteilhaften Weiterbildung hiervon kann die Ventileinrichtung dabei in der Gasstrahlpumpe According to a further embodiment of the anode circuit according to the invention, it may be provided that the recirculation conveyor is designed as a gas jet pump, which is drivable by the fresh fuel. In an advantageous development thereof, the valve device may be in the gas jet pump
ausgebildet sein, wobei durch die Ventileinrichtung eine Ansaugöffnung für den rezirkulierten Gasstrom verschließbar ist. Eine solche Integration der Ventileinrichtung in die Gasstrahlpumpe ist besonders einfach und effizient, da hierdurch der rezirkulierte Gasstrom abgesperrt und die Rezirkulationswirkung der Gasstrahlpumpe unterbunden wird. be formed, wherein a suction port for the recirculated gas stream can be closed by the valve means. Such an integration of the valve device in the gas jet pump is particularly simple and efficient, since in this way the recirculated gas stream is shut off and the recirculation effect of the gas jet pump is prevented.
In einer weiteren sehr vorteilhaften Ausgestaltung hiervon kann es dann vorgesehen sein, dass eine Düse für den Treibstrahl zentral in einem mit der Ansaugöffnung verbundenen Ansaugbereich positioniert ist, wobei die Düse in ihrer axialen Richtung verschieblich ist, wobei die Größe der Verbindung zwischen dem Ansaugbereich und einer Mischzone je nach axialer Position der Düse ihren vollen durchströmbaren Querschnitt oder keinen durchströmbaren Querschnitt aufweist. Durch die Möglichkeit, die Düse in axialer In a further very advantageous embodiment of this, it can then be provided that a nozzle for the propulsion jet is positioned centrally in a suction area connected to the suction, wherein the nozzle is displaceable in its axial direction, the size of the connection between the intake and a Blending zone depending on the axial position of the nozzle has its full flow-through cross-section or no flow-through cross-section. Due to the possibility of the nozzle in axial
Richtung zu verschieben, lässt sich also der Strömungsquerschnitt im Ansaugbereich bis auf Null verringern. Hierdurch wird sehr einfach und effizient im kleinsten To shift direction, so the flow cross-section in the intake can be reduced to zero. This makes it very easy and efficient in the smallest
durchströmbaren Querschnitt des gesamten Anodenkreislaufs ein Verschließen eben dieses Querschnitts erreicht. Der mechanische Aufwand und die Größe der hierfür erforderlichen Bauelemente sind minimal, da an keiner anderen Stelle in dem durchströmbaren cross-section of the entire anode circuit reaches a closing just this cross section. The mechanical complexity and the size of the components required for this purpose are minimal, since at no other place in the
Anodenkreislauf ein geringerer durchströmbarer Querschnitt vorliegt. Ein Verschließen des geringsten möglichen Querschnitts gemäß dieser Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Anodenkreislaufs ist also baulich besonders einfach und lässt sich mit kleinen, leichten und kostengünstigen Mitteln sehr effizient realisieren. Anodenkreislauf a smaller flow-through cross section is present. Closing the smallest possible cross section according to this embodiment of the The anode circuit according to the invention is thus structurally particularly simple and can be implemented very efficiently with small, lightweight and cost-effective means.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Starten eines Brennstoffzellensystems mit einem Anodenkreislauf gemäß einer oder mehrerer der oben beschriebenen In the inventive method for starting a fuel cell system with an anode circuit according to one or more of the above
Ausgestaltungen ist es nun vorgesehen, dass während des Startvorgangs die Embodiments it is now provided that during the boot process the
Ventileinrichtung zumindest zeitweise geschlossen wird. Ein solches zumindest zeitweise Schließen der Ventileinrichtung während des Startvorgangs ermöglicht ein Unterbinden der Rezirkulation, wodurch einerseits verhindert wird, dass angefallenes Kondensat in die kalte Brennstoffzelle zurücktransportiert wird und wodurch in dem geschlossenen Anodenkreislauf der Arbeitsdruck sehr schnell erreicht wird und dementsprechend sehr früh ein ausreichend hoher Wasserstoff-Partialdruck für das Aktiveren der Brennstoffzelle vorliegt. Valve device is closed at least temporarily. Such an at least temporary closing of the valve device during the starting process makes it possible to prevent the recirculation, which prevents accumulated condensate from being transported back into the cold fuel cell and thus the working pressure in the closed anode circuit is reached very quickly and accordingly a sufficiently high hydrogen level very early Partial pressure for the activation of the fuel cell is present.
Falls in dem Anodenkreislauf, wie allgemein bekannt und üblich, ein Wasserabscheider und ein Ablassventil für Wasser vorhanden ist, dann kann dieses idealerweise vor dem Öffnen der Ventileinrichtung ebenfalls zumindest kurzzeitig geöffnet werden, um im Bereich der Rezirkulationsleitung und des in ihr angeordneten Wasserabscheiders angefallenes Kondensat abzulassen und somit den Eintrag eben dieses Kondensats in den Bereich der Brennstoffzelle nach dem Öffnen der Ventileinrichtung selbst zu verhindern. If in the anode circuit, as is well known and customary, a water separator and a drain valve for water is present, then this may also be opened at least briefly before opening the valve means to drain in the region of the recirculation line and arranged in her Wasserabscheiders accumulated condensate and thus to prevent the entry of just this condensate in the region of the fuel cell after opening the valve device itself.
Wie bereits mehrfach erwähnt, liegt der besondere Vorteil des erfindungsgemäßen Anodenkreislaufs darin, dass dieser ideal geeignet ist, um einen Start bzw. Kaltstart der Brennstoffzelle bzw. eines mit ihr ausgerüsteten Brennstoffzellensystems zu erreichen. Da Kaltstartbedingungen insbesondere bei mobilen Brennstoffzellensystemen eine entscheidende Rolle spielen, da beispielsweise Fahrzeuge häufig abgestellt und wieder gestartet werden müssen, liegt die besonders bevorzugte Verwendung des As already mentioned several times, the particular advantage of the anode circuit according to the invention is that it is ideally suited to achieve a start or cold start of the fuel cell or a equipped with her fuel cell system. Since cold start conditions play a decisive role, in particular in mobile fuel cell systems, since, for example, vehicles must frequently be shut down and restarted, the particularly preferred use of the
Anodenkreislaufs bzw. des Verfahrens zum Starten eines Brennstoffzellensystems mit einem solchen Anodenkreislauf in der Verwendung in Fahrzeugen. Die Verwendung in stationären Systemen wäre prinzipiell ebenso möglich, ist aufgrund der weniger häufig anfallenden Starts und der geringeren Anforderungen hinsichtlich einer möglichst kurzen Startzeit des Brennstoffzellensystems hier jedoch leichter entbehrlich. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Anodenkreislaufs ergeben sich aus den restlichen abhängigen Unteransprüchen und werden anhand des Anodenkreislaufs or the method for starting a fuel cell system with such an anode circuit for use in vehicles. The use in stationary systems would in principle also be possible, but due to the less frequently occurring starts and the lower requirements in terms of the shortest possible start time of the fuel cell system here more easily dispensable. Further advantageous embodiments of the anode circuit according to the invention will become apparent from the remaining dependent claims and are based on the
Ausführungsbeispiels deutlich, welches nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren näher beschrieben wird. Embodiment clear, which will be described below with reference to the figures.
Dabei zeigen: Showing:
Fig. 1 ein prinzipmäßig angedeutetes Fahrzeug mit einem Brennstoffzellensystem,  1 shows a principle indicated vehicle with a fuel cell system,
welches einen Anodenkreislauf gemäß der Erfindung aufweist;  which has an anode circuit according to the invention;
Fig. 2 eine alternative Ausführungsform für einen Anodenkreislauf gemäß der Erfindung; und  Fig. 2 shows an alternative embodiment for an anode circuit according to the invention; and
Fig. 3 eine mögliche Ausgestaltung der Integration einer Ventileinrichtung in eine  Fig. 3 shows a possible embodiment of the integration of a valve device in a
Gasstrahlpumpe.  Gas jet pump.
In der Darstellung der Figur 1 ist ein prinzipmäßig angedeutetes Fahrzeug 1 mit einem Brennstoffzellensystem 2 zu erkennen, welches zur Bereitstellung von elektrischer Leistung, insbesondere von elektrischer Antriebsleistung, für das Fahrzeug 1 ausgebildet sein soll. Kern des Brennstoffzellensystems 2 ist dabei eine Brennstoffzelle 3, welche als Stapel von Einzelzellen, als sogenannter Brennstoffzellenstack ausgebildet ist. Die Brennstoffzelle 3 soll in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel als PEM- Brennstoffzelle realisiert sein. Dieser Aufbau von Brennstoffzellen mit In the illustration of Figure 1, a vehicle 1 indicated in principle with a fuel cell system 2 can be seen, which is to be designed for the provision of electrical power, in particular of electrical drive power for the vehicle 1. Core of the fuel cell system 2 is a fuel cell 3, which is designed as a stack of individual cells, as a so-called fuel cell stack. The fuel cell 3 should be realized in the embodiment shown here as a PEM fuel cell. This construction of fuel cells with
Protonenaustauschmembranen ist für Fahrzeuganwendungen allgemein bekannt und üblich. Die Brennstoffzelle 3 umfasst einen Anodenraum 4 und einen Kathodenraum 5. Dem Kathodenraum 5 wird über eine Luftfördereinrichtung 6 Luft als sauerstoffhaltiges Medium zugeführt. Diese Luft kann über einen optionalen Befeuchter 7 in den Proton exchange membranes are well known and common for vehicle applications. The fuel cell 3 comprises an anode compartment 4 and a cathode compartment 5. The cathode compartment 5 is supplied with air as an oxygen-containing medium via an air conveying device 6. This air can through an optional humidifier 7 in the
Kathodenraum 5 einströmen. Die an Sauerstoff abgereicherte und mit Produktwasser beladene Abluft gelangt dann in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel wiederum über den optionalen Befeuchter 7, in dessen Bereich sie ihre Feuchtigkeit an den trockenen Zuluftstrom zum Kathodenraum 5 abgibt, aus dem Fahrzeug 1. Weitere Komponenten im Bereich der Abluft wie beispielsweise eine Turbine oder dergleichen sind denkbar und aus dem allgemeinen Stand der Technik bekannt. Da dies für hier vorliegende Erfindung nicht weiter von Bedeutung ist, wurde auf eine entsprechende Darstellung verzichtet. Cathode space 5 flow. The oxygen-depleted and laden with product water exhaust air then passes in the embodiment shown here again on the optional humidifier 7, in the area they give their moisture to the dry supply air to the cathode compartment 5, from the vehicle 1. Other components in the exhaust air For example, a turbine or the like are conceivable and known from the general state of the art. Since this is not relevant for the present invention, a corresponding representation has been omitted.
Dem Anodenraum 4 der Brennstoffzelle 3 wird Wasserstoff aus einem Druckgasspeicher 8 über ein Dosier- und Regelventil 9 zugeführt. Der Wasserstoff strömt in den Anodenraum 4 ein und wird dort zumindest teilweise umgesetzt. Nicht verbrauchter Wasserstoff gelangt über eine Rezirkulationsleitung 10 und eine Hydrogen is supplied from a compressed gas reservoir 8 via a metering and regulating valve 9 to the anode chamber 4 of the fuel cell 3. The hydrogen flows into the Anode space 4 and is at least partially implemented there. Unconsumed hydrogen passes through a recirculation line 10 and a
Rezirkulationsfördereinrichtung 11 , welche hier als Wasserstoffrezirkulationsgebläse 110 angedeutet ist, zurück zum Eingang des Anodenraums 4 und wird diesem vermischt mit frischem Wasserstoff aus dem Druckgasspeicher 8 erneut zugeführt. Dieser Aufbau wird auch als Anodenkreislauf 12 bezeichnet. Im Bereich der Rezirkulationsleitung 10 ist dabei typischerweise neben der Rezirkulationsfördereinrichtung 11 außerdem ein Recirculation conveyor 11, which is indicated here as a hydrogen circulation fan 110, back to the entrance of the anode compartment 4 and this is mixed with fresh hydrogen from the compressed gas storage 8 again supplied. This structure is also referred to as anode circuit 12. In the region of the recirculation line 10 is typically also next to the recirculation conveyor 11 a
Wasserabscheider 13 mit einem Ablassventil 14 angeordnet. Während des Betriebs des Brennstoffzellensystems 2 reichert sich im Bereich des Anodenkreislaufs 12 nämlich mit der Zeit Wasser und inertes Gas, welches durch die Membranen der Brennstoffzelle 3 vom Kathodenraum 5 in den Anodenraum 4 diffundiert ist, an. Das Wasser kann nun von Zeit zu Zeit abgelassen werden. Da das Volumen des Anodenkreislaufs 12 konstant ist, sinkt mit zunehmendem Anteil an inerten Gasen in dem Anodenkreislauf 12 die Water separator 13 is arranged with a drain valve 14. During operation of the fuel cell system 2, water and inert gas, which has diffused through the membranes of the fuel cell 3 from the cathode compartment 5 into the anode compartment 4, accumulate over time in the region of the anode circuit 12. The water can now be drained from time to time. Since the volume of the anode circuit 12 is constant, decreases with increasing proportion of inert gases in the anode circuit 12 the
Wasserstoffkonzentration. Neben dem Wasser kann daher über das Ablassventil 14 von Zeit zu Zeit oder beispielsweise in Abhängigkeit von Stoffkonzentrationen, der Hydrogen concentration. In addition to the water can therefore via the drain valve 14 from time to time or, for example, as a function of substance concentrations, the
angefallenen Wassermenge oder dergleichen, Gas mit abgelassen werden, um die Konzentration an Wasserstoff in dem Anodenkreislauf 12 im gewünschten Bereich zu halten. All dies ist soweit, wie es bisher beschrieben worden ist, aus dem allgemeinen Stand der Technik bekannt. Accumulated amount of water or the like, gas can be drained with to keep the concentration of hydrogen in the anode circuit 12 in the desired range. All this is as far as has been described so far, known from the general state of the art.
Von den herkömmlichen Brennstoffzellensystemen 2 unterscheidet sich das hier dargestellte Brennstoffzellensystem 1 nun dadurch, dass im Bereich der Of the conventional fuel cell systems 2, the fuel cell system 1 shown here now differs in that in the field of
Rezirkulationsleitung 10 außerdem eine Ventileinrichtung 15 angeordnet ist. Über diese Ventileinrichtung 15 lässt sich der rezirkulierte Gasstrom absperren. Hierdurch kann insbesondere beim Startvorgang zumindest zeitweise die Rezirkulation deaktiviert werden. Dadurch wird verhindert, dass anfallendes Kondensat in die kalte Brennstoffzelle 3 transportiert wird. Die Ventileinrichtung 15 kann beispielsweise als Magnetventil, wie in Figur 1 angedeutet, oder als einfache aktiv betätigbare Klappe oder dergleichen ausgebildet sein. Dies ist außerordentlich einfach und effizient. Die Ventileinrichtung 15 kann somit einfach, kostengünstig, leicht und mit minimalem benötigtem Bauraum realisiert werden. Rezirkulationsleitung 10 also a valve device 15 is arranged. About this valve means 15, the recirculated gas stream can shut off. As a result, the recirculation can be deactivated at least temporarily, in particular during the starting process. This prevents that accumulating condensate is transported into the cold fuel cell 3. The valve device 15 can be designed, for example, as a solenoid valve, as indicated in FIG. 1, or as a simple, actively actuable flap or the like. This is extremely easy and efficient. The valve device 15 can thus be realized simply, inexpensively, easily and with minimal space required.
In der Darstellung der Figur 2 ist eine alternative Ausführungsform des Anodenkreislaufs 12 zu erkennen. In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist die In the illustration of Figure 2, an alternative embodiment of the anode circuit 12 can be seen. In the embodiment shown here is the
Rezirkulationsfördereinrichtung 11 als Gasstrahlpumpe 111 ausgebildet. Ansonsten entspricht der in Figur 2 dargestellte Aufbau in seiner Funktionalität weitgehend dem in Figur 1 dargestellten Aufbau. Da beim Einsatz einer Gasstrahlpumpe 111 als Rezirkulationsfördereinrichtung 11 formed as a gas jet pump 111. Otherwise corresponds to the structure shown in Figure 2 in its functionality largely the structure shown in Figure 1. Since when using a gas jet pump 111 as
Rezirkulationsfördereinrichtung 11 eine Dosierung typischerweise über Ventile in der Gasstrahlpumpe 111 erfolgt, ist anstelle des Druckregel- und Dosierventils 9 in der Prinzipdarstellung der Figur 1 hier ein Absperrventil 16 und ein Druckregelventil 17 dargestellt, wobei auf die Darstellung der eigentlichen Dosierventile in der Rezirkulationsfördereinrichtung 11 is a dosage typically via valves in the gas jet pump 111, instead of the pressure control and metering valve 9 in the schematic diagram of Figure 1 here a shut-off valve 16 and a pressure control valve 17 is shown, wherein the representation of the actual metering valves in the
Gasstrahlpumpe 111 verzichtet worden ist. Die Funktionalität mit der Ventileinrichtung 15 in der Rezirkulationsleitung 10 des Anodenkreislaufs 12 ist dabei im Wesentlichen dieselbe, wie in der Darstellung der Figur 1 bereits beschrieben. Gas jet pump 111 has been omitted. The functionality with the valve device 15 in the recirculation line 10 of the anode circuit 12 is substantially the same, as already described in the illustration of Figure 1.
Um nun weiter Bauraum einzusparen und den Aufwand für die Ventileinrichtung 15 weiter zu reduzieren, kann diese in die Rezirkulationsfördereinrichtung 11 mit integriert ausgebildet sein. Dies soll in einer möglichen Ausführungsform in Figur 3 am Beispiel der Gasstrahlpumpe 111 als Rezirkulationsfördereinrichtung 11 erläutert werden. Die In order to further save space and further reduce the cost of the valve device 15, this can be formed in the recirculation conveyor 11 with integrated. This will be explained in a possible embodiment in Figure 3 using the example of the gas jet pump 111 as recirculation conveyor 11. The
Schnittdarstellung der Figur 3 zeigt die Gasstrahlpumpe 111 sowie die Sectional view of Figure 3 shows the gas jet pump 111 and the
Rezirkulationsleitung 10, welche im Bereich einer Ansaugöffnung 18 mit der Recirculation line 10, which in the region of an intake opening 18 with the
Gasstrahlpumpe 11 verbunden ist. An die Ansaugöffnung 18 schließt sich ein Gas jet pump 11 is connected. The suction opening 18 is followed by a
ringförmiger Ansaugbereich 19 in der Gasstrahlpumpe 111 an, und zwar in annular intake 19 in the gas jet pump 111 on, in
Strömungsrichtung der Gase vor der eigentlichen Mischzone 20, dem Bereich des Anodenkreislaufs 12 mit dem geringsten durchströmbaren Querschnitt. Der frische Gasstrom aus dem Druckregler 17 strömt über eine Düse 21 für den Treibstrahl in den Bereich der Gasstrahlpumpe 111 ein. Diese Treibstrahldüse 21 läuft in ihrem vorderen Bereich konisch zu, ebenso wie der die Treibstrahldüse 21 umgebende Teil des Flow direction of the gases before the actual mixing zone 20, the region of the anode circuit 12 with the smallest flow-through cross-section. The fresh gas flow from the pressure regulator 17 flows through a nozzle 21 for the propulsion jet into the area of the gas jet pump 111. This Treibstrahldüse 21 runs conically in its front region, as well as the Treibstrahldüse 21 surrounding part of the
Ansaugbereichs 19. Der aus der Treibstrahldüse 21 austretende Wasserstoffstrom als Treibgasstrom strömt in die Mischzone 20 ein und saugt über Unterdruck und Aspiration 19. The emerging from the propulsion jet nozzle 21 hydrogen flow as a propellant gas stream flows into the mixing zone 20 and sucks on vacuum and
Impulsaustausch den rezirkulierten Gasstrom aus dem Bereich der Ansaugöffnung 18 bzw. dem Ansaugbereich 19 an, sodass durch die Mischzone 20 ein Gemisch der beiden Gasströme im regulären Betrieb zum Anodenraum 4 der Brennstoffzelle 3 strömt. Durch das Verschieben der Treibstrahldüse 21 ist es nun möglich, diese in ihrer axialen Pulse exchange the recirculated gas stream from the region of the suction port 18 and the intake 19, so that through the mixing zone 20, a mixture of the two gas streams in regular operation to the anode compartment 4 of the fuel cell 3 flows. By moving the Treibstrahldüse 21, it is now possible, this in its axial
Richtung, wie durch den Doppelpfeil 22 angedeutet, so zu verschieben, dass das in der Darstellung der Figur 3 rechte Ende der Treibstrahldüse 21 , welches außerdem mit einer Elastomerdichtung 23 versehen ist, dichtend an den Wandungen des Ansaugbereichs 19 anliegt. Hierdurch wird die Verbindung zwischen der Mischzone 20 und der Direction, as indicated by the double arrow 22, to move so that the right in the illustration of Figure 3 end of the Treibstrahldüse 21, which is also provided with an elastomeric seal 23, sealingly abuts the walls of the intake 19. As a result, the connection between the mixing zone 20 and the
Ansaugöffnung 18 verschlossen und eine Rezirkulation von Gas in dem Anodenkreislauf 12 verhindert. Die in axialer Richtung 22 verschiebbare Treibstrahldüse 21 bildet also in diesem Bereich die Ventileinrichtung 15 aus. Dies ist ein besonders kompakter Aufbau, da im Ansaugbereich 19 bzw. in der Mischzone 20 der geringste durchströmbare Querschnitt des Anodenkreislaufs 12 vorliegt. Diesen zu verschließen ist daher mit entsprechend einfachen und klein bauenden Elementen möglich, sodass mit minimalem Energieaufwand die sehr kleine und effiziente Ventileinrichtung 15 betätigt werden kann. Suction port 18 is closed and prevents recirculation of gas in the anode circuit 12. The displaceable in the axial direction 22 Treibstrahldüse 21 thus forms in this area, the valve device 15. This is a particularly compact construction, since the lowest flow-through cross-section of the anode circuit 12 is present in the intake region 19 or in the mixing zone 20. To close this is therefore possible with correspondingly simple and small-sized elements, so that with minimal energy consumption, the very small and efficient valve device 15 can be operated.

Claims

Patentansprüche claims
1. Anodenkreislauf (12) für eine Brennstoffzelle (3), mit einer Rezirkulationsleitung (10), welche einen Ausgang eines Anodenraums (4) der Brennstoffzelle (3) mit einem Eingang des Anodenraums (4) der Brennstoffzelle (3) verbindet, und mit einer Rezirkulationsfördereinrichtung (11), An anode circuit (12) for a fuel cell (3) having a recirculation line (10) which connects an output of an anode compartment (4) of the fuel cell (3) to an input of the anode compartment (4) of the fuel cell (3), and a recirculation conveyor (11),
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
in der Rezirkulationsleitung (10) eine Ventileinrichtung (15) zum Absperren einer Strömung durch die Rezirkulationsleitung (10) angeordnet ist.  in the recirculation line (10) a valve means (15) for shutting off a flow through the recirculation line (10) is arranged.
2. Anodenkreislauf (12) nach Anspruch 1 , 2. Anodenkreislauf (12) according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
die Ventileinrichtung (15) als Absperrventil oder Klappe ausgebildet ist.  the valve device (15) is designed as a shut-off valve or flap.
3. Anodenkreislauf (12) nach Anspruch 1 oder 2, 3. anode circuit (12) according to claim 1 or 2,
dadurch gekennzeichnet, dass,  characterized in that
die Ventileinrichtung (15) in die Rezirkulationsfördereinrichtung (11) integriert ausgeführt ist.  the valve device (15) is designed to be integrated in the recirculation conveyor (11).
4. Anodenkreislauf (12) nach Anspruch 1 , 2 oder 3, 4. Anodenkreislauf (12) according to claim 1, 2 or 3,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
die Rezirkulationsfördereinrichtung (11) als Gasstrahlpumpe (111) ausgebildet ist, welche von frischem Brennstoff als Treibgasstrom angetrieben ist.  the recirculation conveyor (11) is designed as a gas jet pump (111), which is driven by fresh fuel as a propellant gas stream.
5. Anodenkreislauf (12) nach Anspruch 4, 5. Anodenkreislauf (12) according to claim 4,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
die Ventileinrichtung (15) in der Gasstrahlpumpe (111) ausgebildet ist, wobei durch die Ventileinrichtung (15) eine Ansaugöffnung (18) oder ein Ansaugbereich (19) für den rezirkulierten Gasstrom verschließbar ist. the valve device (15) is formed in the gas jet pump (111), wherein the valve device (15) a suction port (18) or a suction region (19) for the recirculated gas stream is closable.
6. Anodenkreislauf (12) nach Anspruch 5, 6. Anodenkreislauf (12) according to claim 5,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
eine Düse (21) für den Treibstrahl zentral in einen mit der Ansaugöffnung (18) verbundenen Ansaugbereich (19) positioniert ist, wobei die Düse (21) in ihrer axialen Richtung (22) verschieblich ist, wobei die Größe der Verbindung zwischen der Ansaugöffnung (18) und einer Mischzone (20) je nach axialer Position der Düse (21) ihren vollen durchströmbaren Querschnitt, keinen durchströmbaren Querschnitt oder beliebige Zwischenstellungen aufweist.  a nozzle (21) for the propulsion jet is positioned centrally in a suction area (19) connected to the suction opening (18), the nozzle (21) being displaceable in its axial direction (22), the size of the connection between the suction opening ( 18) and a mixing zone (20) depending on the axial position of the nozzle (21) has its full flow-through cross-section, no flow-through cross-section or any intermediate positions.
7. Anodenkreislauf (12) nach Anspruch 6, 7. Anodenkreislauf (12) according to claim 6,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
die Düse (21) an ihrem den Wandungen des Ansaugbereichs (19) zugewandtem Umfang mit einer die Kontur der Wandungen des Ansaugbereichs (19)  the nozzle (21) on its circumference facing the walls of the suction area (19) with a contour of the walls of the suction area (19)
korrespondierenden Form ausgebildet ist.  corresponding form is formed.
8. Anodenkreislauf (12) nach Anspruch 6 oder 7, 8. Anodenkreislauf (12) according to claim 6 or 7,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
die Düse (21) an ihrer den Wandungen des Ansaugbereichs (19) zugewandten Oberflächen und/oder die Wandungen des Ansaugbereichs (19) an ihrer der Düse (21) zugewandten Oberflächen eine Dichtung, vorzugsweise aus einem Elastomer, aufweisen.  the nozzle (21) on its the walls of the suction area (19) facing surfaces and / or the walls of the suction (19) on its nozzle (21) facing surfaces a seal, preferably made of an elastomer having.
9. Verfahren zum Starten eines Brennstoffzellensystems (2) mit einem 9. A method for starting a fuel cell system (2) with a
Anodenkreislauf (12) nach einem der Ansprüche 1 bis 8,  An anode circuit (12) according to any one of claims 1 to 8,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
während des Startvorgangs des Brennstoffzellensystems (2) die Ventileinrichtung (15) zumindest zeitweise geschlossen wird.  during the starting process of the fuel cell system (2), the valve device (15) is closed at least temporarily.
10. Verwendung des Anodenkreislaufs (12) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 und/oder des Verfahrens nach Anspruch 9 in einem Brennstoffzellensystem (2), welches zur Bereitstellung von elektrischer Leistung in einem Fahrzeug (1) vorgesehen ist. 10. The use of the anode circuit (12) according to any one of claims 1 to 8 and / or the method according to claim 9 in a fuel cell system (2), which is provided for the provision of electrical power in a vehicle (1).
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