氢能专利库

本发明涉及一种燃料电池系统，该燃料电池系统带有：至少一个布置在壳体(2)中的膜片‑电极‑单元(3)；具有压缩机(4)的阴极供应部(5)；以及用于壳体通风的装置，其中，用于壳体通风的装置具有与压缩机(4)相关联的中压抽取装置。此外，本发明涉及一种用于阴极再循环的方法。

为了提供用于燃料电池的具有阳极板（10）和阴极板（11）的被构造为节省空间的双极板（100），建议：阳极气体通道（16）和阴极气体通道（18）从主气体端口（12、13）在相反侧上汇入活性区域（AA）中，并经其宽度来分布，使得随后进行在相对置的分布区域（DA）方向上的转向，并且所述冷却剂通道（21、21a、21b）在所述分布区域（DA）中分支并在所述分支之后在所述阳极气体通道（16）的方向上和在所述阴极气体通道（18）的方向上转向，并在与所述阳极气体通道（16）和所述阴极气体通道（18）的相交区域中分别共同转向，使得所述冷却剂通道（21、21a、21b）与所述阳极气体通道（16）和所述阴极气体通道（18）无相交并且与阳极气体通道和阴极气体通道交替地通入所述活性区域（AA）中。此外，公开了燃料电池和机动车辆。

本发明涉及一种燃料电池系统(1)，相应地包括布置在阳极和/或阴极供应装置(20,30)的供应路径(21,31)和废气路径(22,32)中的截止元件(29,421,422,431,432)以及相应地包括布置在截止元件与燃料电池堆(10)之间用于联接到外部检验气体供应装置的气体接口(423,424,425,433,434)。这些气体接口允许在安装状态中的燃料电池堆(10)的诊断和/或维护。

本发明涉及一种用于燃料电池系统(2)的加湿系统(1)，其带有用于将待加湿或经加湿的阴极气体供应到换热器(13)处的供应管(8)、带有液体供应装置(11)且带有布置在液体供应装置(11)上游的用于在流动的阴极气体中产生漩涡的涡流发生器(12)。此外，本发明涉及一种带有加湿系统的燃料电池系统。

一种膜电极装置（14），其包括膜结构（140），该膜结构具有阳极层、阴极层以及膜层，其中该膜层位于阳极层与阴极层之间。该膜电极装置（14）还包括布置在该阳极侧上的阳极侧气体扩散层（1410）。该膜电极装置还包括布置在该阴极侧上的阴极侧气体扩散层（1420）。此外，阳极侧气体扩散层（1410）和阴极侧气体扩散层（1420）中的至少一个气体扩散层在背离该膜结构的一侧具有结构化（1411、1421）。按照本发明，该结构化包括多个柱状物（1412、1422），用于构造侧向敞开的流场，其中这些柱状物（1412、1422）具有用于安放双极板的接触面（1413、1423）。

本发明涉及一种用于确定由于至少一个夹紧元件（50）而作用于燃料电池堆（10）的压缩拉力的方法。在此，该压缩拉力是在整体上对该燃料电池堆（10）进行压缩的拉力。按照本发明，该压缩拉力依据在夹紧元件（50）的可振动部分上的声音测量来确定。本发明的主题同样是：用于执行按照本发明的方法的数据处理程序；以及智能电话的用于执行按照本发明的方法的应用。

本发明涉及一种用于燃料电池堆（100）的组件（10），该组件包括极板（12）和框架（13），该框架与该极板（12）材料配合连接，其中该框架（13）在背离该极板（12）的一侧具有至少一个与该框架（13）连接的密封部（14）。本发明还涉及一种包括该组件（10）的燃料电池堆（100）和一种用于制造该组件（10）的方法。

本发明涉及用于制造燃料电池电极（12）的催化组合物（20）。所述组合物（20）包含颗粒形式的催化活性材料（22），例如铂，涂覆有第一离聚物（27）的碳纳米材料（26），以及催化活性材料（22）和经涂覆的碳纳米材料（25）以分散形式存在于其中的粘合剂组合物（24），其中该粘合剂组合物（22）包含第二离聚物，并且第一与第二离聚物是相同或不同的。所述组合物（20）用于制造燃料电池（10）的燃料电池电极的催化层（12a、12k）。

本发明涉及用于运行燃料电池系统（100）的方法以及相应设立的燃料电池系统（100），其包括燃料电池堆叠（10）和阳极供给装置（20），阳极供给装置具有氢存储器（23）、将氢存储器（23）与燃料电池堆叠（10）连接的阳极供给路径（21）、将燃料电池输出端与阳极供给路径（21）连接的再循环路径（22、25）以及用于输送再循环的阳极排气的输送装置（26）。该方法规定：通过对输送给阳极回路的和放出的质量流（ṅ,ṁ）的结算来确定从氢存储器（23）输送给阳极回路的送料质量流(ṁTank)，其中该送料质量流(ṁTank)作为被输送给阳极回路的物质流（ṅ,ṁ）而包含在结算中。

为了提供一种带有布置在棱边区域(23)处的密封件(24)的膜片电极单元(10)，其中密封件(24)一部分侵入到膜片电极单元(11)的棱边区域(23)中地存在且另一部分在膜片电极单元(11)外部完全盖住棱边区域(23)地存在，其能够实现燃料电池的气体室的密封且同时在膜片电极单元(11)的情形中以平切(平切)可靠地中断在棱边(23)处的泄漏路径，提出了，膜片电极单元(11)由密封框架(19)包围，其以密封件(24)至少部分地包绕棱边区域(23)。此外公开了一种燃料电池和一种燃料电池堆垛。

本发明涉及一种具有多个燃料电池（18）的燃料电池堆（5），其中燃料电池包括膜电极装置（20）和至少一个气体扩散层（21），燃料电池被划分成至少一个第一燃料电池段（22）和第二燃料电池段（23），其中第一燃料电池段具有多个燃料电池（18）的一部分，第二燃料电池段具有多个燃料电池（18）的另一部分，其中第一燃料电池段（22）和第二燃料电池段（23）布置在共同的燃料电池级联（24）中，其中第一燃料电池段（22）包括用于工作介质的第一收集入口线路（25）和第一收集出口线路（28），第一收集出口线路与第二燃料电池段（23）的第二收集入口线路（27）整体地构成，并且其中第二燃料电池段（23）包括第二收集出口线路（28）。如此构造在第二燃料电池段（23）内的膜电极装置（20）和/或气体扩散层（21），使得它们比第一燃料电池段（22）的那些更疏水。本发明还涉及一种具有这种燃料电池堆（5）的燃料电池系统（1）。

本发明涉及一种用于燃料电池(10)的双极板密封组件(40)，其包括‑双极板(41)，其具有‑用于反应物介质的在其主侧中的至少一个上的流动场(411)以及‑相邻于流动场(411)布置的供给区域(413)，在其中布置有供给开口(412)用于供应和引走反应物介质且可选地用于供应和引走冷却剂，和‑至少一个密封组件(42)，其具有‑至少部分区段地覆盖双极板(41)的供给区域(413)的电绝缘层(421,424)，其带有凹口(422)，其与双极板(41)的供给开口(412)对应，以及‑对于每个凹口(422)而言环绕其的密封件(423)。

本发明涉及一种用于确定具有燃料电池堆组(20)的燃料电池系统(19)的阴极气体品质的诊断系统(1)，其带有诊断燃料电池(2)，该诊断燃料电池能够在阴极侧(6)与燃料电池系统(19)的阴极供应线路(7)连接并且在阳极侧(8)与燃料电池系统(19)的阳极供应线路(9)连接。此外，诊断系统(1)包括探测单元(14)，该探测单元设计成用于探测以经由阴极供应线路(7)提供的阴极气体和以经由阳极供应线路(9)提供的阳极气体来运行的诊断燃料电池(2)的测量值或时间上的测量值走向。此外，本发明涉及一种带有诊断系统的(1)的燃料电池系统(19)和相应的方法。

本发明涉及一种用于运行燃料电池(10)的方法(100)，该燃料电池包括带有膜片(14)和催化剂(141,142)的至少一个单个电池(11)，其中，主动影响(107,111)燃料电池内的湿度(F)取决于燃料电池(10)的电压(U)来实现，并且该方法还包括：在运行点相关的第一电压(U1)情况下预设(106)第一湿度(F1)，以及在高于运行点相关的第一电压(U1)的运行点相关的第二电压(U2)的情况下预设(110)第二湿度(F2)，该第二湿度低于第一湿度(F1)。此外，本发明涉及一种燃料电池系统(1)，其设置成用于执行根据本发明的方法(100)。

为了提供一种用于燃料电池的双极板（10），该双极板具有两个被压型的隔膜板（12、14），所述两个被压型的隔膜板构造为使得该双极板（10）具有用于反应气体和冷却剂的单独的通道（28、30、32），其中考虑在活跃区内的气体成分，提出：用于一种反应气体或两种反应气体的通道（28、32）在活跃区（16）的入口区（34）比在活跃区（16）的其余分区（36）具有更小的宽度（B2），其中所述通道（28、32）的宽度（B2）从入口区（34）的开始直至入口区（34）的结束连续增加，而处在所述通道（28、32）之间的隔片（54）比在活跃区（16）的其余分区（36）具有更大的宽度（B1），其中所述通道的宽度（B2）和所述隔片（54）的宽度（B1）之和是恒定的，而且所述通道（28、32）和所述隔片（54）的宽度（B2、B1）在整个其余分区（36）内都是恒定的。本发明的主题也是一种燃料电池堆、一种燃料电池系统以及一种车辆。

本发明涉及一种用于确定在通过燃料电池（10）的阳极室（12）或阴极室（13）再循环输送的气体混合物中的气体组分的含量的方法，其中所述输送通过根据挤压器原理运行的输送装置（26）进行。本发明还涉及一种设置用于实施该方法的燃料电池系统（100）。根据本发明，所述气体组分的含量根据输送装置（26）的几何参数（V，ξ）和运行参数（n，U，I）以及根据所述气体混合物的热力学状态值（p，T）来确定。因此，所寻求的目标值，例如阳极气体的氢气含量，可以以简单且可靠的方式由本来已知或测量的值来测定。

为了提供一种用于带有集成的脱水器的、尤其用于燃料电池(11)的加湿器(37)，其具有可透过水蒸气的膜片(38)以及用于分离水的分离元件(48,49)，其中，膜片(38)在第一侧(40)上与用于湿的第一气体流的第一通道(41)处于接触，并且在第二侧(42)上与用于待加湿的干燥的第二气体流的第二通道(43)处于接触，该加湿器实现了在燃料电池的废气介质流和运行之间优化的湿气交换，提出了，多个独立的分离元件(48,49)布置在膜片(38)的第一侧(40)上。此外，提供了一种燃料电池系统和具有上述加湿器的车辆。

本发明涉及用于在预热阶段或者其他瞬时运行阶段期间运行燃料电池系统的方法，或者用于设定阴极运行气体的相对湿度的方法。燃料电池系统包括：具有阳极室和阴极室的燃料电池堆叠，阳极室和阴极室通过聚合物电解质膜片相互分离；以及用于将阴极运行气体供给到所述阴极室中和从中导出的阴极供应装置；以及用于对燃料电池堆叠调温的冷却系统。该方法具有以下步骤：确定在燃料电池堆叠的入口处的阴极运行气体的入口温度；将在燃料电池堆叠的入口处的冷却剂额定温度规定为如下值，该值相应于阴极运行气体的入口温度或比其要小预先确定的数值；和控制冷却系统，使得在燃料电池堆叠的入口处存在的冷却剂温度至少接近于冷却剂额定温度。

本发明涉及一种具有双极板（10）的燃料电池堆，所述双极板分别具有两个隔膜板（12、14），所述两个隔膜板分别具有活跃区（16）以及两个分布区（18、20），所述两个分布区具有主气体端口（22、24）以及冷却剂主端口（26），其中所述隔膜板（12、14）被构造并且重叠地布置为使得相应的双极板（10）具有用于反应气体和冷却剂的单独的通道（28、30、32），所述通道使得用于两个分布区（18、20）的反应气体的主气体端口（22、24）和冷却剂主端口（26）彼此连接。规定：用于反应气体的通道（28）在所述活跃区（16）的入口区（40）具有不能透过的第一隔离板（38），所述第一隔离板使所述通道（28）分成两个体积区（58、60）；而且为了输送反应气体，除了第一主气体端口（22）之外，还在分布区（18）设置第二主气体端口（23）。本发明的主题也是一种燃料电池系统，所述燃料电池系统具有按照本发明的燃料电池堆。

本发明涉及燃料电池堆叠，该燃料电池具有在流体侧并联地布置的单燃料电池的、至少两个相对彼此在流体侧串联布置的分段。规定为：燃料电池堆叠被设立用于，改变在至少一个分段中的单燃料电池的数量。