DE10039797A1 - Brennstoffzellenanlage mit einer Reformereinheit - Google Patents

Brennstoffzellenanlage mit einer Reformereinheit

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Abstract

Es wird eine Brennstoffzellenanlage mit einer Reformereinheit (1) zur Erzeugung eines Reformats, das als Brennstoff für eine Brennstoffzelleneinheit (4) vorgesehen ist, einem Sensor (5, 6, 7) zur Überwachung der Reformatqualität und einem sensorabhängigen ansteuerbaren Ventil (9, 10) vorgeschlagen, das gegenüber herkömmlichen Anlagen sehr rasch auf Störungen bei der Reformatbereitstellung reagiert, insbesondere verhindert, dass entsprechende Störungen zu Schädigungen der Brennstoffzelleneinheit (4) führen und bei der die elektrische Ausgangsleistung der Brennstoffzelleneinheit weiterhin steuerbar ist. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass wenigstens eine Speichereinheit (11) zur von der Reformatqualität abhängigen Zuführung von Brennstoff zur Brennstoffzelleneinheit (4) vorgesehen ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennstoffzellenanlage mit einer Reformereinheit nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Stand der Technik
Besonders im Zusammenhang mit künftigen Antriebskonzepten von Fahrzeugen gewinnt die Brennstoffzellentechnologie immer mehr an Bedeutung. Brennstoffzellen bieten die Möglichkeit, chemisch gebundene Energie direkt in elektrische Energie umzuwandeln, die anschließend mit Hilfe eines Elektromotors in mechanische Antriebsenergie überführt werden kann. Im Gegensatz zu Wärmekraftmaschinen ist der Wirkungsgrad einer Brennstoffzelle nicht durch den Carnot'schen Wirkungsgrad begrenzt. Derzeit bevorzugte Brennstoffzellen verbrauchen Wasserstoff und Sauerstoff und setzen diese Elemente in das umweltfreundliche Endprodukt Wasser um.
Aufgrund der technischen Probleme bei der Wasserstoffspeicherung in Fahrzeugen ist man dazu übergegangen, den Wasserstoff bei Bedarf durch eine sogenannte Reformierung oder partielle Oxidation von Kohlenwasserstoffen zu erzeugen. Derartige Kohlenwasserstoffe liegen in Form herkömmlicher Kraftstoffe wie Benzin, Diesel oder Erdgas vor, es könnten jedoch auch andere Kohlenwasserstoffe, beispielsweise Methan oder Methanol, hierzu verwendet werden.
In herkömmlichen Brennstoffzellenanlagen werden häufig sogenannte PEM-Brennstoffzellen verwendet, die jedoch insbesondere auf Kohlenmonoxidanteile im wasserstoffreichen Medium mit einer CO-Belegung der katalytischen Kathode reagiert, so dass die Umsetzung von Wasserstoff an der Elektrode erschwert beziehungsweise verhindert wird. Diese CO-Belegung wird unter Fachleuten im Allgemeinen mit "Vergiftung" der Kathode bezeichnet. Aus diesem Grund müssen entsprechende Brennstoffzellenanlagen die Produktion eines weitestgehend kohlenmonoxidfreien, wasserstoffreichen Mediums gewährleisten.
So wird bereits der Kohlenmonoxidanteil im wasserstoffreichen Reformat mit Hilfe von Reaktoren nahezu vollständig reduziert. In einem ersten Schritt wird hierbei meist dem Reformer eine Reaktoreinheit nachgeschaltet, die mittels einer sogenannten "Shift-Reaktion" das aus der Umformung des Kraftstoffs resultierende Kohlenmonoxid unter Zusatz von Wasser zu CO2 aufoxidiert, wobei wiederum Wasserstoff freigesetzt wird. Hierbei bleiben jedoch Restmengen an Kohlenmonoxid im Reformgas in einer Konzentration enthalten, die immer noch zu einer nicht tolerierbaren Vergiftung der Brennstoffzelle führt.
Zur Umformung der noch vorhandenen Kohlenmonoxidrestmengen werden Reaktoreinheiten verwendet, die beispielsweise mittels katalytischer Oxidation des Kohlenmonoxids unter Zugabe von Sauerstoff an einem geeigneten Oxidationskatalysator die Kohlenmonoxidrestmengen nahezu vollständig reduzieren. Um den Kohlenmonoxidanteil auf Werte < 50 ppm zu reduzieren, werden vorzugsweise mehrstufige Kohlenmonoxidoxidationseinheiten eingesetzt, wobei zu jeder Stufe beispielsweise separat Sauerstoff zugeführt wird. Der Sauerstoff wird hierbei häufig in Form von Luftsauerstoff zudosiert.
In entsprechenden Brennstoffzellenanlagen treten derzeit beispielsweise kurzzeitige Betriebsstörungen sowohl im Reformer als auch in den nachgeschalteten Reaktionseinheiten auf, so dass beispielsweise die CO-Konzentration am Eingang der Brennstoffzellenanordnung einen Schwellenwert übersteigt, was teilweise zu einer vergleichsweise langen Vergiftung der Brennstoffzelle führt. Aus diesem Grund werden bislang Gassensoren vorgesehen, die zwischen den einzelnen Reaktoreinheiten beziehungsweise vor der Brennstoffzelleneinheit angeordnet sind. Mittels dieser Gassensoren ist eine Überwachung des Zustands des Reformats und unter Zuhilfenahme eines geeigneten Steuergeräts die Regelung der chemischen Prozessführung der Brennstoffzellenanlage möglich. Die Anforderungen an sowie die Funktionsweisen der Gassensoren, einschließlich deren bevorzugte Anordnungen in der Brennstoffzellenanlage, sind beispielsweise in der Druckschrift EP 0 862 234 beschrieben.
In der Druckschrift EP 0 862 234 ist weiterhin eine Einrichtung beschrieben, die in Abhängigkeit der Signale der Gassensoren ein Ventil schaltet, so dass das Reformat mit ungeeigneter Qualität an der Brennstoffzelleneinheit vorbeigeleitet wird. Treten mögliche Betriebsstörungen im Reformer beziehungsweise in den Reaktoreinheiten auf, d. h. bei der Reformatbereitstellung, wird hierdurch die Vergiftung der Brennstoffzelleneinheit verhindert. Nachteilig hierbei ist jedoch, dass im Falle der Umleitung des Reformats, d. h. des Brennstoffes, die Versorgung der Brennstoffzelleneinheit zum Erliegen kommt. Die elektrische Ausgangsleistung der Brennstoffzelleneinheit wird folglich nach kurzer Zeit stark abfallen.
Vorteile der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, eine Brennstoffzellenanlage der eingangs genannten Art vorzuschlagen, die sehr rasch auf Störungen der Reformatbereitstellung reagiert, die insbesondere verhindert, dass entsprechende Störungen zu Schädigungen der Brennstoffzelleneinheit führen und bei der die elektrische Ausgangsleistung der Brennstoffzelleneinheit weiterhin steuerbar ist.
Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Stand der Technik der einleitend genannten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Durch die in den Unteransprüchen genannten Maßnahmen sind vorteilhafte Ausführungen und Weiterbildungen der Erfindung möglich.
Dementsprechend zeichnet sich eine erfindungsgemäße Brennstoffzellenanlage dadurch aus, dass wenigstens eine Speichereinheit zur von der Reformatqualität abhängigen Zuführung von Brennstoff zur Brennstoffzelleneinheit vorgesehen ist.
Brennstoff mit ungeeigneter Qualität, d. h. dass wenn die Reformatqualität beispielsweise einen definierten Schwellenwert unterschreitet, kann hierdurch in vorteilhafter Weise an der Brennstoffzelleneinheit vorbeigeleitet werden, wobei gleichzeitig die Zuführung von Brennstoff mit geeigneter Qualität zur Brennstoffzelleneinheit realisierbar ist. So gewährleistet die erfindungsgemäße Speichereinheit, dass sowohl eine Schädigung der Brennstoffzelleneinheit durch Brennstoff ungeeigneter Qualität verhindert wird als auch dass die Versorgung und somit die elektrische Ausgangsleistung der Brennstoffzelleneinheit weiterhin steuerbar ist. Beispielsweise ist die Zufuhr von Brennstoff aus der Speichereinheit für eine auslegungsabhängige Zeit einstellbar, so dass die Ausgangsleistung der Brennstoffzelleneinheit nicht abfällt.
Bevorzugt wird die Speichereinheit so dimensioniert, dass sie die Dauer zur Wiederherstellung der ordnungsgemäßen Reformatqualität überbrückt. Alternativ hierzu wird in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung die Speichereinheit oder mehrere Speichereinheiten wenigstens so dimensioniert, dass ein ordnungsgemäßes Herunterfahren beziehungsweise Stilllegen der Gesamtanlage realisierbar ist. Entsprechend großzügig gehaltene Speichereinheiten beziehungsweise Zeiten sind beispielsweise für Traktionsanwendungen, wie Auto, Zug, Fahrrad mit Hilfsmotor, Schiff, Flugzeug oder dergleichen, vorteilhaft.
Handelt es sich möglicherweise um eine Brennstoffzellenanlage, bei der entsprechende Störungen selten und/oder kurzzeitig auftreten, d. h. beispielsweise in Zeiträumen von einem oder mehreren Monaten beziehungsweise lediglich für Bruchteile von Sekunden, so ist die Verwendung eines irreversiblen Brennstoffspeichers vorteilhaft. Gegebenenfalls sind geladene Metallhydridspeicher oder Vorrichtungen, die durch einen chemisch irreversiblen Vorgang Brennstoff freisetzen, einsetzbar. Hierfür ist unter anderem die Umsetzung von Wasser mit geeigneten Metallhydriden, die Einwirkung von Säure auf geeignete, unedle Metalle oder Ähnliches realisierbar.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist die zusätzliche oder alternative Verwendung eines reversiblen Speichers. Hierfür ist beispielsweise ein Druckspeicher oder dergleichen einsetzbar. Derzeitige Brennstoffzellenanlagen weisen vergleichsweise regelmäßig auftretende kurze Störungen auf. Diese kurzen Störungen sind vorzugsweise wenigstens mittels einer reversiblen Speichereinheit ausgleichbar. Die Kombination wenigstens einer reversiblen und einer irreversiblen Speichereinheit ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Dauer des Herunterfahrens der Gesamtanlage, beispielsweise eines Fahrzeugs, wesentlich größer als die Dauer der üblichen Störungen ist.
Vorteilhafterweise erfolgt die sensorabhängige Ansteuerung des Ventils beziehungsweise der Ventile automatisch, wobei gegebenenfalls zeitgleich die Ableitung des Reformats mit ungeeigneter Qualität sowie die Zuführung von Brennstoff mit geeigneter Qualität zur Brennstoffzelleneinheit umsetzbar ist.
Vorzugsweise ist wenigstens während einer Teillastphase der Brennstoffzelleneinheit mittels einer Verbindungsleitung zwischen der Reformereinheit und der Speichereinheit eine Beladung der Speichereinheit vorgesehen. Hierdurch sind in vorteilhafter Weise auch vergleichsweise häufiger auftretende Störungen der Reformatqualität auch langfristig automatisch und insbesondere ohne Unterbrechung des Betriebs der Brennstoffzellenanlage, ausgleichbar. Weiterhin ist vorzugsweise eine besonders wirtschaftliche Speicherung von Brennstoff mit geeigneter Qualität beispielsweise während einer Betriebsphase der Brennstoffzellenanlage ohne Störungen zu gewährleisten. Auch ist ein Betanken der reversiblen Speichereinheit denkbar.
In einer besonderen Weiterbildung der Erfindung ist zwischen der Reformereinheit und der Speichereinheit wenigstens eine Druckerzeugungseinheit angeordnet. Hierdurch wird vorteilhafterweise ermöglicht, dass die Speichereinheit mit einer vergleichsweise großen Brennstoffmenge und dem für den Betrieb der Brennstoffzellenanlage notwendigen Betriebsdruck beladbar ist. Weiterhin ist die Zuführung von Brennstoff zur Brennstoffzelle mittels einer entsprechenden Druckerzeugungseinheit, die vorzugsweise auch als Dosiereinheit einsetzbar ist, mit einem einstellbaren Druck bzw. Brennstoffstrom realisierbar. Hierfür ist eine Pumpe, ein Kompressor, eine Druckübertragungseinheit oder dergleichen verwendbar.
Vorzugsweise ist wenigstens eine weitere Speichereinheit zur Speicherung eines Brennstoffs, der sich in seiner Qualität vom Brennstoff der anderen Speichereinheit unterscheidet, vorgesehen. Mittels der weiteren Speichereinheit ist vorzugsweise die Speicherung des Reformats mit ungenügender Qualität umsetzbar. Mit dieser Maßnahme geht das vergleichsweise aufwendig hergestellte Reformat in vorteilhafter Weise der Brennstoffzellenanlage für weitere Verwendungen nicht verloren.
Gegebenenfalls in Abhängigkeit der Reformatqualität ist eine Rückführung des Reformats mittels einer Rückführleitung in die Reformereinheit in Strömungsrichtung vor dem Ventil realisierbar. Vorzugsweise erfolgt dies zur Erwärmung des Reformers oder insbesondere zeitversetzt, während einer störungsfreien Betriebsphase, zur weiteren Aufbereitung des Reformats. Eine entsprechende unmittelbare Rückführung des Reformats mit ungenügender Qualität, d. h. ohne die weitere Speichereinheit, in die Reformereinheit ist ebenfalls umsetzbar.
Eine vorteilhafte zeitversetzte Verwendung des Reformats mit unerwünschter Qualität, beispielsweise in der "Shift-Einheit" oder der "Oxidationseinheit", mittels der weiteren Speichereinheit gewährleistet auch, dass eine mögliche Überbeanspruchung der entsprechenden Einheiten vermeidbar ist.
In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist wenigstens mittels der weiteren Speichereinheit ein Brennstoff mit einer unerwünschten Reformatqualität gemeinsam mit Reformat der Brennstoffzelleneinheit zuführbar. Vorteilhafterweise ist hierdurch eine zeitlich versetzte Zuführung von Brennstoff mit unerwünschter Reformatqualität der Brennstoffzelleneinheit realisierbar, wobei eine Verdünnung mit Reformat, d. h. mit Brennstoff hoher Qualität umsetzbar ist. Hierdurch ist vorteilhafterweise eine Schädigung beziehungsweise Beeinträchtigung der Brennstoffzelleneinheit vermeidbar.
In vorteilhafter Weise ist wenigstens eine Dosiereinheit zur Steuerung des Reformat- und/oder Brennstoffstromes vorgesehen, so dass die weitere Verwendung des Reformats mit unerwünschter Reformatqualität bzw. Brennstoffs steuerbar ist. Vorteilhafterweise erfolgt die Dosierung sowohl bei der Verdünnung für die Brennstoffzelleneinheit als auch bei der Rückführung in den Reformer oder in die "Shift-Einheit" beziehungsweise Oxidationseinheit.
Des Weiteren ist die Verwendung des Reformats mit ungeeigneter Qualität neben der erneuten Aufbereitung in den genannten Reaktoreinheiten und neben der Erwärmung des Reformers auch für weitere Einheiten innerhalb der Brennstoffzellenanlage vorteilhaft. Gegebenenfalls sind hierfür entsprechend separate Heizeinrichtungen oder die Einbeziehung bereits bestehender Heizeinrichtungen in vorteilhafter Weise einzubeziehen. Weiterhin kann auch eine andere Verwendung für ein Reformat mit einer für die Brennstoffzelleneinheit ungeeigneten Qualität vorgesehen werden, wie beispielsweise zur Beheizung eines Fahrzeuginnenraumes oder dergleichen.
Darüber hinaus kann beispielsweise ein Reformat nicht nur mit hoher, sondern auch mit unerwünschter Qualität für beliebige Zwecke außerhalb der Brennstoffzelle beispielsweise zur Erwärmung von Reaktoreinheiten beim Kaltstartvorgang oder dergleichen verwendet werden.
Ausführungsbeispiel 1
Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt und wird anhand der Figur nachfolgend näher erläutert.
Fig. 1 zeigt ein schematisches Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Brennstoffzellenanlage.
In Fig. 1 ist in schematischer Darstellung ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Brennstoffzellenanlage dargestellt. Die Brennstoffzellenanlage umfasst eine Reformereinheit 1, die in nicht näher dargestellter Weise einen Kraftstoff, beispielsweise Benzin, Diesel, Erdgas, Methanol oder dergleichen, in ein wasserstoffreiches Reformat umformt. Dieses wasserstoffreiche Reformat enthält insbesondere noch relevante Kohlenmonoxidanteile, die nahezu vollständig in der Reformereinheit 1 nachgeschalten Reaktionsstufen 2, 3 entfernt werden. Die beiden Reaktionsstufen 2, 3 benötigen in nicht näher dargestellter Weise für diesen Prozess insbesondere Wasser beziehungsweise Luft. Hierdurch erhält das Reformat eine erwünschte Qualität, die für den Betrieb einer Brennstoffzelleneinheit 4 notwendig ist, so dass eine Schädigung, insbesondere der Brennstoffzellenelektroden, verhindern wird, was wiederum zu einer Verringerung der elektrischen Ausgangsleistung der Brennstoffzelleneinheit 4 führen würde.
Mit Hilfe von Sensoren 5, 6, 7 und einer Steuereinheit 8 wird der Herstellungsprozess des Brennstoffs, insbesondere die Kohlenmonoxidkonzentrationen des wasserstoffreichen Reformats, überwacht.
Die Herstellung eines Brennstoffs mit erwünschter Qualität für die Brennstoffzelleneinheit 4 zeigt bei derzeitigen Brennstoffzellenanlagen immer wieder auftretende kurzzeitige kleinere Störungen, unter anderem die sogenannten "Rülpser". Diese kleineren Störungen zeichnen sich insbesondere durch eine unerwünschte CO-Konzentration im Reformat aus. Hierdurch wird im Allgemeinen die Brennstoffzelleneinheit 4 durch CO- Belegung der Elektrode längerfristig beeinträchtigt.
Erfindungsgemäß wird mittels der Sensoren 5, 6, 7 sowie der Steuereinheit 8 ein Ventil 9, 10 derart ansteuerbar, dass im Falle einer Störung in der Reformereinheit 1 oder den Reaktionsstufen 2, 3 einerseits das Ventil 9 das Reformat mit unerwünschter Qualität an der Brennstoffzelleneinheit 4 vorbeiführt und andererseits mittels dem Ventil 10 eine Zuführung von Brennstoff mit erwünschter Qualität aus einer Speichereinheit 11 der Brennstoffzelleneinheit 4 ermöglicht wird. Hierbei verbindet das Ventil 9 eine Leitung A mit einer Leitung B und nahezu zeitgleich verbindet das Ventil 10 eine Leitung C mit einer Leitung D, wobei ein Stoffstrom zwischen dem Ventil 9 und dem Ventil 10 unterbunden wird. In einer besonderen Ausführungsform ist das Ventil 9 und das Ventil 10 zu einer Ventileinheit 12, beispielsweise zu einem Mehrwegventil oder dergleichen, zusammengefasst.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist zwischen dem Ventil 10 und der Speichereinheit 11 eine Druckerzeugungseinheit 13 angeordnet. Insbesondere mittels der Druckerzeugungseinheit 13, den Ventilen 9 und 10 ist eine Beladung der Speichereinheit 11 während einer Teillastphase der Brennstoffzelleneinheit 4 mit Reformat aus der Reformereinheit 1 beziehungsweise den Reaktionsstufen 2, 3 realisierbar. Hierbei ist das Ventil 9 so geschaltet, dass Reformat der Leitung A vom Ventil 9 zum Ventil 10 gelangt, wobei das Ventil 10 Reformat sowohl der Brennstoffzelleneinheit 4 als auch der Druckerzeugungseinheit 13 beziehungsweise der Speichereinheit 11 bedarfsgerecht zuführt. Hierfür ist wenigstens das Ventil 10 beispielsweise als getaktetes Ventil 10 umsetzbar.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist eine weitere Druckerzeugungseinheit 14 sowie eine weitere Speichereinheit 15 zur Speicherung von Reformat mit unerwünschter Qualität vorgesehen. Mittels dem Ventil 9, der Druckerzeugungseinheit 14 und der Speichereinheit 15 wird bei einer Störung in den Komponenten 1, 2 oder 3 entsprechend unerwünschtes Reformat zwischengespeichert. Dieses zwischengespeicherte Reformat kann beispielsweise bei einem störungsfreien Betrieb der Komponenten 1, 2 oder 3 alternativ der Brennstoffzelleneinheit 4 mittels der Druckerzeugungseinheit 14, dem Ventil 9 sowie dem Ventil 10 zugeführt werden. Hierbei kann insbesondere mittels der Druckerzeugungseinheit 14 beziehungsweise der Ventileinheit 12 eine definierte Vermischung des zwischengespeicherten Reformats mit dem gerade produzierten Reformat erfolgen, so dass eine Beschädigung der Brennstoffzelleneinheit 4 verhindert wird.
Alternativ hierzu kann das in der Speichereinheit 15 zwischengespeicherte Reformat über eine Verzweigung 16, 17, 18 der Reformereinheit 1 beziehungsweise den Reaktionsstufen 2, 3 beispielsweise zur Erwärmung beziehungsweise zur weiteren Aufbereitung zugeführt werden. Die Verzweigungen 16, 17, 18 können unter anderem als Dosierventile ausgebildet sein, so dass eine exakt steuerbare Zuführung des zwischengespeicherten Reformats mit unerwünschter Qualität gewährleistet ist.
In derzeitigen Brennstoffzellenanlagen wird bereits vielfach Anodenabgas aus der Brennstoffzelleneinheit 4 insbesondere der Reformereinheit 1 zur Erwärmung dieser zugeführt. Mittels der Verzweigung 18 ist beispielsweise auch eine Zusammenführung des Anodenabgasstromes mit dem zwischengespeicherten Reformatstromes umsetzbar.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Speichereinheit 15 verzichtbar, so dass die Druckerzeugungseinheit 14 Reformat mit unerwünschter Qualität der Reformereinheit 1 beziehungsweise den Reaktionsstufen 2, 3 beispielsweise zur Erwärmung beziehungsweise zur Aufbereitung unmittelbar zuführt. So ist die Druckerzeugungseinheit 14 beziehungsweise auch die Druckerzeugungseinheit 13 als Pumpe, Kompressor oder dergleichen ausführbar.
Die Speichereinheiten 11, 15 sind als reversible Speichereinheiten beispielsweise als Druckgasspeicher realisierbar, so dass ein ständiges Beladen und Entladen gewährleistet ist. Weiterhin ist in nicht näher dargestellter Weise ein irreversibler Speicher gegebenenfalls an das Ventil 10 anschließbar, so dass dieser beispielsweise für ein kontrolliertes Herunterfahren beziehungsweise Stilllegen der Gesamtanlage, eventuell zusammen mit der Speichereinheit 11, einsetzbar ist. Insbesondere bei Fahrzeuganwendungen kann es notwendig werden, dass das Fahrzeug an die Seite gefahren werden muss, so dass die Brennstoffzellenanlage unter anderem für diesen Anwendungsfall zusätzlich einen irreversiblen Speicher umfasst.
Erfindungsgemäß kann beispielsweise der Sensor 7 für die Reformatqualität abhängige Zuführung von Brennstoff zur Brennstoffzelleneinheit 4 mittels der Speichereinheit 11 ausreichen. Jedoch ist bekannt, dass eine erhebliche Fehlfunktion der Reformereinheit 1 nur zum Teil durch die nachgeschalteten Reaktionsstufen 2, 3 kompensiert werden kann. Je näher ein Sensor an der Brennstoffzelleneinheit 4 angeordnet ist, desto vollständiger ist die Überwachung der gesamten Brennstoffzellenanlage. Durch die Verwendung mehrerer Sensoren 5, 6, 7 entlang des Reformaterzeugungspfades kann die Steuereinheit 8 die Funktion der einzelnen Komponenten 1, 2, 3 genauer differenzieren und beispielsweise im Fehlerfall, diesen exakter lokalisieren, was gegebenenfalls zu einer einfacheren Wartung beziehungsweise Reparatur der Brennstoffzellenanlage führt. Als Sensoren 5, 6, 7 können alle bereits bekannten Sensorarten zur Überwachung des herzustellenden Reformats verwendet werden.
Bezugszeichenliste
1
Reformereinheit
2
Reaktionsstufe
3
Reaktionsstufe
4
Brennstoffzelleneinheit
5
Sensor
6
Sensor
7
Sensor
8
Steuereinheit
9
Ventil
10
Ventil
11
Speichereinheit
12
Ventileinheit
13
Druckerzeugungseinheit
14
Druckerzeugungseinheit
15
Speichereinheit
16
Verzweigung
17
Verzweigung
18
Verzweigung
A Leitung
B Leitung
C Leitung
D Leitung

Claims (9)

1. Brennstoffzellenanlage mit einer Reformereinheit (1) zur Erzeugung eines Reformats, das als Brennstoff für eine Brennstoffzelleneinheit (4) vorgesehen ist, einem Sensor (5, 6, 7) zur Überwachung der Reformatqualität und einem sensorabhängig ansteuerbaren Ventil (9, 10, 12), dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Speichereinheit (11) zur von der Reformatqualität abhängigen Zuführung von Brennstoff zur Brennstoffzelleneinheit (4) vorgesehen ist.
2. Brennstoffzellenanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens während einer Teillastphase der Brennstoffzelleneinheit (4) mittels einer Verbindungsleitung zwischen der Reformereinheit (1) und der Speichereinheit (11) eine Beladung der Speichereinheit (11) vorgesehen ist.
3. Brennstoffzellenanlage nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Reformereinheit (1) und der Speichereinheit (11) wenigstens eine Druckerzeugungseinheit (13) angeordnet ist.
4. Brennstoffzellenanlage nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine weitere Speichereinheit (15) zur Speicherung eines Brennstoffs, der sich in seiner Qualität vom Brennstoff der anderen Speichereinheit (11) unterscheidet, vorgesehen ist.
5. Brennstoffzellenanlage nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit der Reformatqualität eine Rückführung des Reformats mittels einer Rückführleitung in die Reformereinheit (1) in Strömungsrichtung vor dem Ventil vorgesehen ist.
6. Brennstoffzellenanlage nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens mittels der weiteren Speichereinheit (15) ein Brennstoff mit einer unerwünschten Reformatqualität gemeinsam mit Reformat der Brennstoffzelleneinheit (4) zuführbar ist.
7. Brennstoffzellenanlage nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Dosiereinheit (9, 10, 12, 13, 16, 17, 18) zur Steuerung des Brennstoff- und/oder Reformatstromes vorgesehen ist.
8. Fahrzeug mit einer Brennstoffzellenanlage, dadurch gekennzeichnet, dass eine Brennstoffzellenanlage nach einem der vorgenannten Ansprüche vorgesehen ist.
9. Generatoreinheit mit einer Brennstoffzellenanlage, dadurch gekennzeichnet, dass eine Brennstoffzellenanlage nach einem der vorgenannten Ansprüche vorgesehen ist.
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