DE102007028299A1 - Fuel cell assembly with vented fuel cell housing - Google Patents
Fuel cell assembly with vented fuel cell housing Download PDFInfo
- Publication number
- DE102007028299A1 DE102007028299A1 DE102007028299A DE102007028299A DE102007028299A1 DE 102007028299 A1 DE102007028299 A1 DE 102007028299A1 DE 102007028299 A DE102007028299 A DE 102007028299A DE 102007028299 A DE102007028299 A DE 102007028299A DE 102007028299 A1 DE102007028299 A1 DE 102007028299A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- fuel cell
- filling material
- housing
- cell stack
- cell assembly
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Withdrawn
Links
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims abstract description 95
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 40
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 29
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 29
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 25
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 12
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 claims description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 5
- 238000013022 venting Methods 0.000 claims description 5
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 4
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 claims description 4
- 239000013590 bulk material Substances 0.000 claims description 3
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims description 3
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 2
- 238000009833 condensation Methods 0.000 claims 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 claims 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 abstract description 17
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 15
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 7
- 239000003570 air Substances 0.000 description 5
- 239000012080 ambient air Substances 0.000 description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 5
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 4
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 4
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 2
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 2
- 238000001311 chemical methods and process Methods 0.000 description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 238000012549 training Methods 0.000 description 2
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 2
- BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N (2r,3r,4s,5r)-2-[6-[[2-(3,5-dimethoxyphenyl)-2-(2-methylphenyl)ethyl]amino]purin-9-yl]-5-(hydroxymethyl)oxolane-3,4-diol Chemical compound COC1=CC(OC)=CC(C(CNC=2C=3N=CN(C=3N=CN=2)[C@H]2[C@@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O2)O)C=2C(=CC=CC=2)C)=C1 BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N 0.000 description 1
- RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 2,2,4,4,6,6-hexaphenoxy-1,3,5-triaza-2$l^{5},4$l^{5},6$l^{5}-triphosphacyclohexa-1,3,5-triene Chemical compound N=1P(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP=1(OC=1C=CC=CC=1)OC1=CC=CC=C1 RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 230000001143 conditioned effect Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 description 1
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 description 1
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 1
- 239000011491 glass wool Substances 0.000 description 1
- 239000012510 hollow fiber Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
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
- H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
- H01M8/2465—Details of groupings of fuel cells
- H01M8/247—Arrangements for tightening a stack, for accommodation of a stack in a tank or for assembling different tanks
-
- 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
- H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
- H01M8/2465—Details of groupings of fuel cells
- H01M8/247—Arrangements for tightening a stack, for accommodation of a stack in a tank or for assembling different tanks
- H01M8/2475—Enclosures, casings or containers of fuel cell stacks
-
- 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
- H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
- H01M8/249—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells comprising two or more groupings of fuel cells, e.g. modular assemblies
-
- 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
- H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
- H01M2008/1095—Fuel cells with polymeric electrolytes
-
- 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
- H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
- H01M8/04089—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants
- H01M8/04097—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants with recycling of the reactants
-
- 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
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Brennstoffzellenanordnung vorzuschlagen, welche eine erhöhte Betriebssicherheit aufweist. Es wird eine Brennstoffzellenanordnung 1 mit einem Brennstoffzellenstapel 4, mit einem Gehäuse 2, wobei der Brennstoffzellenstapel 4 in dem Gehäuse 2 angeordnet ist, und mit einem für Wasserstoff und Feuchtigkeit diffusionsoffenem Füllmaterial 11, 12, welches in einem Zwischenraum 5 zwischen dem Brennstoffzellenstapel 4 und dem Gehäuse 2 angeordnet ist, vorgeschlagen, wobei das Füllmaterial 5 den Zwischenraum 11, 12 vollständig und/oder im wesentlichen vollständig ausfüllt und/oder das Füllmaterial 5 den Brennstoffzellenstapel 4 vollflächig und/oder im wesentlichen vollflächig umschließt.It is the object of the present invention to propose a fuel cell arrangement which has increased operational safety. It is a fuel cell assembly 1 with a fuel cell stack 4, with a housing 2, wherein the fuel cell stack 4 is disposed in the housing 2, and with a hydrogen and moisture vapor permeable filler 11, 12, which in a gap 5 between the fuel cell stack 4 and the Housing 2 is arranged, proposed, wherein the filling material 5, the gap 11, 12 completely and / or substantially completely fills and / or the filler 5, the fuel cell stack 4 over the entire surface and / or substantially over the entire surface encloses.
Description
Die Erfindung betrifft eine Brennstoffzellenanordnung mit einem Brennstoffzellenstapel und mit einem Gehäuse, wobei der Brennstoffzellenstapel in dem Gehäuse angeordnet ist, und mit einem für Wasserstoff diffusionsoffenen Füllmaterial, welches in einem Zwischenraum zwischen dem Brennstoffzellenstapel und dem Gehäuse angeordnet ist.The The invention relates to a fuel cell assembly having a fuel cell stack and a housing, wherein the fuel cell stack is arranged in the housing, and with a for Hydrogen vapor permeable filling material, which in a gap between the fuel cell stack and the housing is arranged.
Brennstoffzellenanordnungen sind Energiequellen, die mittels eines elektro-chemischen Prozesses einen Brennstoff, meist Wasserstoff, mit einem Oxidanten, meist Umgebungsluft, zur Erzeugung von elektrischer Energie miteinander umwandeln. Die Betriebsicherheit von Brennstoffzellenanordnungen ist insbesondere bei dem mobilen Einsatz eine Grundbedingung für die wirtschaftliche Verwertbarkeit dieser für Fahrzeuge zukunftsweisenden Technologie der Energieerzeugung. Insbesondere ist bei der Entwicklung der Brennstoffzellenanordnungen Sorge dafür zu tragen, dass eine mögliche Explosionsgefahr aufgrund des verwendeten Brennstoffes ausgeschlossen wird, selbst wenn der Brennstoff im Fehlerfall aus dem geschlossenen Gassystem austritt und zusammen mit der vorliegenden Umgebungsluft ein zündfähiges Gemisch bilden könnte.fuel cell assemblies are energy sources that are produced by means of an electro-chemical process a fuel, mostly hydrogen, with an oxidant, mostly Ambient air, for generating electrical energy with each other convert. The operational safety of fuel cell assemblies is a basic condition for mobile use in particular the economic usability of these for vehicles pioneering technology of energy production. Especially is in the development of the fuel cell arrangements worry to bear that a potential explosion due to of the fuel used is excluded, even if the In the event of a fault, fuel escapes from the closed gas system and an ignitable one together with the present ambient air Mixture could form.
Die
Druckschrift
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Brennstoffzellenordnung vorzuschlagen, welche eine erhöhte Betriebssicherheit aufweist.It the object of the present invention is a fuel cell assembly to propose, which has an increased reliability.
Diese Aufgabe wird durch eine Brennstoffzellenanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und/oder den beigefügten Figuren.These Task is a fuel cell assembly with the features of claim 1. Preferred or advantageous embodiments The invention will become apparent from the dependent claims, the following description and / or the attached figures.
Erfindungsgemäß wird eine Brennstoffzellenanordnung vorgeschlagen, welche für den mobilen und stationären Einsatz, vorzugsweise in Fahrzeugen, ausgebildet und/oder geeignet ist, wobei die Brennstoffzellenanordnung zur Erzeugung der Antriebsenergie z. B. in dem Antriebsstrang des Fahrzeugs Verwendung findet. Die Brennstoffzellenanordnung weist eine Mehrzahl von Brennstoffzellen auf, welche vorzugsweise in ein oder mehreren Stapeln angeordnet sind. Insbesondere werden mehr als 100 derartige Brennstoffzellen in einem Stapel zusammengefasst. Die Brennstoffzellen weisen eine Kathoden- und einen Anodenbereich auf, welche voneinander durch eine Membran (PEM) getrennt sind, wobei in diesen Elektrodenbereichen der elektro-chemische Prozess zum Ablauf gebracht wird, in dem Wasserstoff mit einem Oxidanten, vorzugsweise Umgebungsluft, umgesetzt wird, um elektrische Energie zu erzeugen bzw. aus der chemischen Energie des Wasserstoffs zu wandeln. Der Wasserstoff wird entweder von einem betankbaren Tank der Brennstoffzellenanordnung zur Verfügung gestellt oder mittels einer mobilen mit dem Fahrzeug mitbewegten Reformeranlage produziert.According to the invention proposed a fuel cell assembly, which for mobile and stationary use, preferably in vehicles, is formed and / or suitable, wherein the fuel cell assembly for generating the drive energy z. B. in the drive train of the vehicle Use finds. The fuel cell assembly has a plurality of fuel cells, which are preferably in one or more Stacking are arranged. In particular, more than 100 such Fuel cells combined in a stack. The fuel cells have a cathode and an anode region which are different from each other separated by a membrane (PEM), wherein in these electrode areas the electro-chemical process is carried out in which hydrogen is reacted with an oxidant, preferably ambient air, to generate electrical energy or from the chemical energy of the To convert hydrogen. The hydrogen is either from a refuelable tank of the fuel cell assembly available placed or by means of a mobile mitbewegten with the vehicle reformer produced.
Der mindestens eine Brennstoffzellenstapel ist in einem Gehäuse angeordnet, welches gegenüber der Umgebung bis auf Zu- und Ableitungen, welche beispielsweise für die Versorgung des Brennstoffzellenstapels notwendig sind, gasdicht abgeschlossen ist. Die Gasdichtheit des Gehäuses erfüllt nicht zuletzt die Aufgabe, den oder die Brennstoffzellenstapel vor Verschmutzungen zu schützen. Konstruktiv bedingt ist zwischen dem oder den Brennstoffzellenstapel(n) und dem Gehäuse ein Zwischenraum, welcher zunächst als Leerraum oder Leervolumen ausgebildet ist.Of the at least one fuel cell stack is in a housing arranged opposite the surroundings except for and derivatives, for example, for the supply of the fuel cell stack are necessary, sealed gas-tight is. The gas-tightness of the housing does not meet Lastly the task, the fuel cell stack (s) from getting dirty to protect. Constructively conditioned is between the or the fuel cell stack (s) and the housing a gap, which initially formed as a void or void volume is.
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass dieser Zwischenraum mit einem Füllmaterial gefüllt ist, wobei gemäß einer Ausprägung a) der Erfindung das Füllmaterial den gesamten Zwischenraum vollständig und/oder im wesentlichen vollständig ausfüllt und/oder gemäß einer Ausprägung b) der Erfindung das Füllmaterial den Brennstoffzellenstapel vollflächig und/oder im wesentlichen vollflächig umschließt.According to the invention suggested that this space with a filler is filled, wherein according to one expression a) the invention, the filler the entire space completely and / or substantially completely complies and / or according to a characteristic b) the invention, the filler the fuel cell stack over the entire surface and / or substantially full surface encloses.
Der Erfindung liegt die Überlegung zugrunde, dass die aus dem Stand der Technik bekannte aktive Zwangsspülung des Gehäuses aufgrund der eingesetzten Lüfter bzw. Kompressoren technisch aufwendig erscheint. Zudem können sich die auftretenden Lüftergeräusche im Betrieb störend auswirken. Ein weiterer möglicher Nachteil besteht darin, dass sich nach dem Abstellen des Lüfters Wasserstoff in dem Gehäuse anreichern kann ggf. bis ein zündfähiges Gemisch vorliegt.Of the Invention is based on the consideration that from the Prior art known active forced flushing of the housing due to the used fans or compressors technically consuming appears. In addition, the occurring Fan noise during operation disruptive. One Another possible disadvantage is that after turning off the fan hydrogen in the housing if necessary, can accumulate to an ignitable mixture is present.
Demgegenüber schlägt die Erfindung vor, den Brennstoffzellenstapel mit Füllmaterial zu füllen, wobei das Füllmaterial diffusionsoffen für Wasserstoff und optional ergänzend für diffusionsoffen für Feuchtigkeit ausgebildet ist, und auf diese Weise den Brennstoffzellenstapel mittels des Füllmaterials zu umschließen. Durch das Füllmaterial wird vorzugsweise sichergestellt, dass eventuell verbleibende freie Resträume zwischen dem Brennstoffzellenstapel bzw. den Brennstoffzellenstapeln und dem Gehäuse so klein ausgebildet sind, dass – selbst wenn sich in diesen ein zündfähiges Gemisch bilden würde – keine Explosion entstehen würde. Die Materialeigenschaft der Diffusionsoffenheit für Wasserstoff führt ergänzend dazu, dass eventuell vorhandener Wasserstoff und Luftfeuchtigkeit mit der Zeit durch das Füllmaterial hindurch zu einem Ausgang aus dem Gehäuse diffundieren kann und so gefahrlos abgeleitet wird. Für eine praktische Realisierung des Explosionsschutzes ist es vorteilhaft, dass gleichzeitig mit dem Wasserstoff auch die anfallende Feuchtigkeit aus dem Gehäuse diffundieren kann. Mit dem Entfall eines Lüfters besteht sonst die Gefahr, dass Wasser im Zwischenraum kondensiert und der Isolationswiderstand des Stacks herabgesetzt wird.In contrast, the invention proposes to fill the fuel cell stack with filling material, wherein the filling material is permeable to hydrogen and optionally additionally designed for diffusion-open for moisture, and in this way to enclose the fuel cell stack by means of the filling material. By the filling material is preferably ensured that any remaining free spaces between the fuel cell stack or the fuel cell stacks and the housing are formed so small that - even if an ignitable mixture would form in these - no explosion would occur. The material property of the diffusion openness for hydrogen additionally leads to the fact that any existing hydrogen and atmospheric moisture can diffuse with time through the filling material to an exit from the housing and is thus discharged safely. For a practical realization of the explosion protection, it is advantageous that simultaneously with the hydrogen and the resulting moisture can diffuse out of the housing. With the elimination of a fan otherwise there is a risk that water condenses in the space and the insulation resistance of the stack is reduced.
Bei der ersten Ausprägung der Erfindung ist deshalb vorgesehen, dass der gesamte Zwischenraum – ggf. bis auf die konstruktiv bedingte Resträume – vollständig mit dem Füllmaterial ausgefüllt ist. Vorzugsweise ist mindestens 90%, vorzugsweise mindestens 95%, insbesondere mindestens 98% des Zwischenraums mit dem Füllmaterial gefüllt. Alternativ oder ergänzend ist vorgesehen, dass die freien verbleibenden Resträume durch das Füllmaterial voneinander getrennte Hohlräume bilden, wobei der einzelne Hohlraum kleiner als 10 Kubikzentimeter, vorzugsweise kleiner als 5 Kubikzentimeter, insbesondere kleiner als 1 Kubikzentimeter ausgebildet ist.at the first aspect of the invention is therefore intended that the entire gap - if necessary, except for the constructive conditional residual spaces - complete with the filling material is filled. Preferably is at least 90%, preferably at least 95%, in particular at least 98% of the gap filled with the filler. Alternatively or additionally, it is provided that the remaining free Rest spaces separated by the filler Form cavities, wherein the single cavity is smaller than 10 cubic centimeters, preferably less than 5 cubic centimeters, in particular less than 1 cubic centimeter is formed.
Bei einer anderen Ausprägung der Erfindung ist gefordert, dass das Füllmaterial den bzw. die Brennstoffzellenstapel vollflächig – ggf. unter Auslassung von weniger als 10%, vorzugsweise weniger als 5% und insbesondere von weniger als 3% der Gesamtfläche – von dem Füllmaterial vollflächig umschlossen ist. Bei dieser Ausprägung ist es möglich, dass im strömungstechnischen Anschluss an das Füllmaterial ein Entsorgungsspalt oder -gasleitungssystem für eventuell austretenden Wasserstoffe vorgesehen ist.at another embodiment of the invention is required that the filling material or the fuel cell stack over the entire surface - if necessary omitting less than 10%, preferably less than 5% and in particular less than 3% of the total area - of the filling material is enclosed over the entire surface. With this characteristic it is possible that in the fluidic connection to the filling material a disposal gap or gas supply system for eventually leaking hydrogen is provided.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Materialeigenschaft der Diffusionsoffenheit dadurch gebildet, dass das Füllmaterial porös und/oder faserig ausgebildet ist, z. B. als Glaswolle, poröse Keramik (als Schüttgut oder als Plattenausführung). Bei einem porösen Material kann der Wasserstoff durch das Material selbst diffundieren. Bei einem faserigen Material kann der Wasserstoff durch die als Hohlfasern mit Kanälen ausgebildeten Fasern oder durch die Zwischenräume zwischen den Fasern diffundieren. Dabei ist es besonders bevorzugt, wenn das Füllmaterial schwer entflammbar/oder nicht brennbar ausgebildet ist und optional elektrisch isolierend wirkt.at A preferred embodiment of the invention is the Material property of the diffusion openness formed by that the filling material is porous and / or fibrous is, for. B. as glass wool, porous ceramic (as bulk material or as a plate version). In a porous Material, the hydrogen can diffuse through the material itself. at a fibrous material, the hydrogen can by as hollow fibers with channels formed fibers or through the interstices diffuse between the fibers. It is particularly preferred if the filler material is flame retardant / or nonflammable is formed and optionally electrically insulating acts.
Bei einer bevorzugten Umsetzung der Erfindung ist das Füllmaterial als ein Schüttmaterial ausgebildet, zum Beispiel in Partikelform. Diese Ausbildung hat den Vorteil, dass nach der Montage des Brennstoffzellenstapels in dem Gehäuse die Zwischenräume in einfacher Weise ausgeschüttet werden können.at A preferred embodiment of the invention is the filler material formed as a bulk material, for example in particle form. This design has the advantage that after the assembly of the fuel cell stack in the housing the gaps in easier Ways can be distributed.
Bei einer anderen Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Füllmaterial als Geflecht oder als Matte insbesondere als mehrlagiges Geflecht bzw. Matte ausgebildet ist. Bei dieser Ausbildung wird insbesondere die vollflächige Kapselung des Brennstoffzellenstapels bei der Montage vereinfacht. Zudem ist das Füllmaterial einfacher zu entfernen, falls die Brennstoffzellenanordnung z. B. aus Reparaturgründen zerlegt werden muss.at Another embodiment of the invention provides that the Filler material as a braid or as a mat in particular as multi-layer mesh or mat is formed. In this training in particular, the full-surface encapsulation of the fuel cell stack simplified during installation. In addition, the filler is easier to remove, if the fuel cell assembly z. B. must be disassembled for repair reasons.
Das Füllmaterial kann homogene und/oder isotrope Materialeigenschaften aufweisen. Bei abgewandelten Ausführungsformen ist das Füllmaterial beispielsweise mehrlagig, insbesondere als mehrlagiges Geflecht ausgebildet, wobei sich die mehreren Lagen vorzugsweise durch den Grad der Diffusionsoffenheit und/oder ihren Isolationswert unterscheiden, so dass Abschnitte des Füllmaterials mit unterschiedlicher Diffusionsoffenheit strömungstechnisch seriell geschaltet sind, wobei die am Stack anliegende poröse Schicht vorzugsweise elektrisch isolierend ausgebildet ist. Bei weiteren, abgewandelten Ausführungsformen der Erfindung ist das Füllmaterial so ausgebildet und/oder angeordnet, dass Abschnitte unterschiedlicher Diffusionsoffenheit strömungstechnisch parallel geschaltet sind, so dass austretender Wasserstoff zum Teil in weniger diffusionsoffenen Füllmaterialabschnitte gespeichert und zu einem anderen Teil durch mehr diffusionsoffene Abschnitte des Füllmaterials weitergeleitet wird.The Filler material may have homogeneous and / or isotropic material properties exhibit. In modified embodiments, this is For example, multi-layer filling material, in particular as formed multi-layer braid, wherein the multiple layers preferably by the degree of diffusion openness and / or their Isolation value differ, leaving sections of the filler material with different diffusion openness fluidically serially are switched, wherein the stack abutting porous layer is preferably formed electrically insulating. For further, modified embodiments of the invention is the filling material designed and / or arranged so that sections of different Diffusion openness connected fluidically in parallel so that leaking hydrogen in part in less permeable filler sections stored and to another part by more permeable Sections of the filling material is forwarded.
Bei einer konstruktiven Realisierung ist vorgesehen, dass das Füllmaterial oder eine Lage davon durch ein Metallgeflecht gebildet und/oder gestützt ist. Durch diese Ausbildung wird ein besonders stabiler Aufbau des Füllmaterialmantels realisiert. Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform mit einer ersten elektrisch isolierenden Schicht (oder Füllmaterial), die den Brennstoffzellenstapel unmittelbar umgibt und evtl. eine geringe Diffusionsoffenheit aufweist, und die mit einer zweiten Schicht Füllmaterial umgeben ist, die als Metallgeflecht ausgebildet ist oder zumindest ein Metallgeflecht umfasst und eine größere Diffusionsoffenheit aufweist. Diese Ausführungsform ermöglicht es, dass eventuell austretender Wasserstoff durch die zweite Schicht rasch diffundieren kann.at a constructive realization is provided that the filling material or a layer thereof formed by a metal mesh and / or is supported. This training is a particularly stable Construction of the filler jacket realized. Especially preferred is an embodiment with a first electrically insulating Layer (or filler) that the fuel cell stack immediately surrounds and possibly has a low diffusion openness, and surrounded with a second layer of filler is, which is formed as a metal mesh or at least a metal mesh includes and has a greater diffusion openness. This embodiment makes it possible that escaping hydrogen diffuse rapidly through the second layer can.
Bei einer Verwirklichung der Erfindung ist vorzugsweise vorgesehen, dass das Gehäuse eine Entlüftungsvorrichtung zur Entlüftung des Zwischenraums aufweist, wobei durch die Entlüftungsvorrichtung ausgetretener Wasserstoff und Feuchtigkeit aus dem Gehäuse abtransportiert wird.at an implementation of the invention is preferably provided that the housing is a ventilation device for Ventilation of the gap, wherein through the Venting device leaked hydrogen and moisture is removed from the housing.
Dabei ist es besonders bevorzugt, wenn die Entlüftungsvorrichtung als eine passive Entlüftungsleitung ausgebildet ist, welche beispielsweise in die Ableitung oder in die Zuleitung des Brennstoffzellenstapels, insbesondere des Kathodenabschnitts des Brennstoffzellenstapels mündet.there it is particularly preferred if the venting device is designed as a passive vent line, which For example, in the derivative or in the supply line of the fuel cell stack, in particular, the cathode portion of the fuel cell stack empties.
Bei einer insbesondere im Hinblick auf den Energiehaushalt der Brennstoffzellenanordnung vorteilhaften Ausführungsform führt die Entlüftungsleitung in die kathodenseitige Zuleitung des Brennstoffzellenstapels und zwar stromaufwärts vor einer Pumpeinrichtung. Auf diese Weise ist die eigentliche Entlüftungsvorrichtung passiv ausgebildet, jedoch wird die Pumpeinrichtung des Brennstoffzellenstapels doppelt genutzt, indem diese zugleich zur Zwangslüftung des Gehäuses eingesetzt wird.at one in particular with regard to the energy balance of the fuel cell assembly advantageous embodiment, the vent line leads in the cathode-side supply line of the fuel cell stack and although upstream of a pumping device. To this Way, the actual venting device is passive formed, however, the pumping means of the fuel cell stack is doubled used by this at the same time for forced ventilation of the housing is used.
Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindungen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele.Further Features, advantages and effects of the inventions emerge the following description of preferred embodiments.
Dabei zeigen:there demonstrate:
Einander entsprechende Teile oder Größen sind in den beiden Figuren jeweils mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.each other corresponding parts or sizes are in the two Figures each denoted by the same reference numerals.
Die
Die
Brennstoffzellenanordnung
Zur
Versorgung des Brennstoffzellenstapels
Für
den Abtransport der verbrauchten bzw. teilverbrauchten Arbeitsgase
umfasst die Brennstoffzellenanordnung
Im
Betrieb der Brennstoffzellenanordnung
Eine
optionale zweite Schutzschicht
Zur
Entlüftung des Zwischenraumes
Optional
können ergänzend Entlüftungsöffnungen
vorgesehen sein, welche einen Gaskreislauf in dem Zwischenraum
Schließlich
können zusätzliche nicht poröse Isolationsschichten
zwischen Brennstoffzellenstapel
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list The documents listed by the applicant have been automated generated and is solely for better information recorded by the reader. The list is not part of the German Patent or utility model application. The DPMA takes over no liability for any errors or omissions.
Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- - DE 10342493 A1 [0003] - DE 10342493 A1 [0003]
Claims (15)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102007028299A DE102007028299A1 (en) | 2007-06-20 | 2007-06-20 | Fuel cell assembly with vented fuel cell housing |
| PCT/EP2008/003492 WO2008154984A1 (en) | 2007-06-20 | 2008-04-30 | Fuel cell arrangement with a ventilated fuel cell housing |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102007028299A DE102007028299A1 (en) | 2007-06-20 | 2007-06-20 | Fuel cell assembly with vented fuel cell housing |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE102007028299A1 true DE102007028299A1 (en) | 2008-12-24 |
Family
ID=39673359
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE102007028299A Withdrawn DE102007028299A1 (en) | 2007-06-20 | 2007-06-20 | Fuel cell assembly with vented fuel cell housing |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE102007028299A1 (en) |
| WO (1) | WO2008154984A1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021099087A1 (en) * | 2019-11-20 | 2021-05-27 | Robert Bosch Gmbh | Fuel-cell system |
| DE102022201072A1 (en) | 2022-02-01 | 2023-08-03 | Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Fuel cell device, and fuel cell system with a variety of such fuel cell devices |
| DE102024202630A1 (en) | 2024-03-20 | 2025-09-25 | Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Stack arrangement, method for operating a stack arrangement |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10024590B2 (en) | 2011-12-21 | 2018-07-17 | Xergy Inc. | Electrochemical compressor refrigeration appartus with integral leak detection system |
| US9738981B2 (en) * | 2011-12-21 | 2017-08-22 | Xergy Inc | Electrochemical compression system |
| GB2550018B (en) | 2016-03-03 | 2021-11-10 | Xergy Ltd | Anion exchange polymers and anion exchange membranes incorporating same |
| US10386084B2 (en) | 2016-03-30 | 2019-08-20 | Xergy Ltd | Heat pumps utilizing ionic liquid desiccant |
| DE102017115878A1 (en) * | 2017-07-14 | 2019-01-17 | Elringklinger Ag | fuel cell device |
| US20190109331A1 (en) * | 2017-10-09 | 2019-04-11 | GM Global Technology Operations LLC | Fuel cell system with improved ventilation |
| US11454458B1 (en) | 2019-04-12 | 2022-09-27 | Xergy Inc. | Tube-in-tube ionic liquid heat exchanger employing a selectively permeable tube |
| DE102020208879A1 (en) * | 2020-07-16 | 2022-01-20 | Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung | fuel cell unit |
| FR3157874A1 (en) * | 2024-01-03 | 2025-07-04 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | High-temperature electrolysis or co-electrolysis (SOEC) reactor comprising a stack of electrochemical cells and a container housing the stack and filled with a material forming a gas-tight barrier, associated production method. |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10342493A1 (en) | 2003-09-12 | 2005-06-09 | Clausthaler Umwelttechnikinstitut Gmbh, (Cutec-Institut) | Fuel cell and fuel cell module for this purpose |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5422195A (en) * | 1994-05-04 | 1995-06-06 | Energy Research Corporation | Carbonate fuel cell with direct recycle of anode exhaust to cathode |
| DE4425186C1 (en) * | 1994-07-16 | 1996-03-07 | Mtu Friedrichshafen Gmbh | Fuel cell arrangement and method for operating a fuel cell arrangement |
| DE19523973C1 (en) * | 1995-06-30 | 1996-12-19 | Siemens Ag | High-temperature fuel cell system and method for its operation |
| US6936367B2 (en) * | 2002-01-16 | 2005-08-30 | Alberta Research Council Inc. | Solid oxide fuel cell system |
| DE602005023296D1 (en) * | 2004-04-05 | 2010-10-14 | Daimler Ag | FUEL RELEASE MANAGEMENT FOR FUEL CELL SYSTEMS |
| JP4931357B2 (en) * | 2005-03-14 | 2012-05-16 | 新光電気工業株式会社 | Solid oxide fuel cell |
| JP5035589B2 (en) * | 2005-11-22 | 2012-09-26 | 日産自動車株式会社 | Fuel cell |
-
2007
- 2007-06-20 DE DE102007028299A patent/DE102007028299A1/en not_active Withdrawn
-
2008
- 2008-04-30 WO PCT/EP2008/003492 patent/WO2008154984A1/en not_active Ceased
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10342493A1 (en) | 2003-09-12 | 2005-06-09 | Clausthaler Umwelttechnikinstitut Gmbh, (Cutec-Institut) | Fuel cell and fuel cell module for this purpose |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021099087A1 (en) * | 2019-11-20 | 2021-05-27 | Robert Bosch Gmbh | Fuel-cell system |
| DE102022201072A1 (en) | 2022-02-01 | 2023-08-03 | Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Fuel cell device, and fuel cell system with a variety of such fuel cell devices |
| DE102024202630A1 (en) | 2024-03-20 | 2025-09-25 | Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Stack arrangement, method for operating a stack arrangement |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2008154984A1 (en) | 2008-12-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE102007028299A1 (en) | Fuel cell assembly with vented fuel cell housing | |
| DE102014223520B4 (en) | Humidification device for fuel cell and fuel cell system with the same | |
| EP2514023B1 (en) | Method and device for reducing the humidity of a gas in a battery housing interior | |
| DE102007010740A1 (en) | Automotive battery e.g. lithium ion battery, for e.g. fuel cell vehicle, has cells arranged in internal housing, and gap formed between internal and external housings, where gap is formed for discharging exhaust gas of cells to environment | |
| DE112013000874T5 (en) | fuel cell vehicle | |
| DE102014224135B4 (en) | Method for shutting down a fuel cell stack and fuel cell system | |
| DE102014205029A1 (en) | Conditioning unit for conditioning an operating medium and fuel cell assembly with such | |
| DE102012018863B4 (en) | gas/gas humidifier | |
| DE102019005837A1 (en) | Device for pressure compensation | |
| DE102012024964A1 (en) | Housing for a fuel cell stack | |
| WO2022128121A1 (en) | Device for the electrolytic generation of hydrogen | |
| DE112007001028B4 (en) | Noise eliminator for a fuel cell | |
| AT518955B1 (en) | Generator unit with a fuel cell device, vehicle with such a generator unit and method for monitoring a generator unit | |
| DE102015213641A1 (en) | Fuel cell water collector | |
| WO2016016181A1 (en) | Fuel cell device | |
| DE102014219836A1 (en) | Fuel cell arrangement with jet pump in exhaust path and motor vehicle with fuel cell assembly | |
| DE102012018513A1 (en) | Fuel cell system for use in vehicle, has fuel cell provided with anode compartment and cathode compartment, where anode and cathode compartments are arranged in housing, and lead connected with output of cathode compartment of fuel cell | |
| DE102004045375A1 (en) | Solid oxide fuel cell with a metallic support structure | |
| DE102015213853A1 (en) | Fuel cell humidifier | |
| DE102014017868A1 (en) | System with device for drying gas for battery housing | |
| WO2002063706A1 (en) | Fuel cells | |
| DE102019133091A1 (en) | Fuel cell device, motor vehicle with a fuel cell device and method for operating a fuel cell device | |
| DE102017221983A1 (en) | Variable fiber density humidifier for a fuel cell system, fuel cell system, and vehicle having such | |
| DE102019133089A1 (en) | Fuel cell device, method for operating a fuel cell device and motor vehicle with a fuel cell device | |
| DE102014017985A1 (en) | Gas / gas humidifier and housing for it |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R082 | Change of representative | ||
| R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: DAIMLER AG, DE Free format text: FORMER OWNER: DAIMLER AG, FORD GLOBAL TECHNOLOGIES, LLC, , US Effective date: 20111107 Owner name: DAIMLER AG, DE Free format text: FORMER OWNERS: DAIMLER AG, 70327 STUTTGART, DE; FORD GLOBAL TECHNOLOGIES, LLC, DEARBORN, MICH., US Effective date: 20111107 |
|
| R012 | Request for examination validly filed |
Effective date: 20140611 |
|
| R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee | ||
| R079 | Amendment of ipc main class |
Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: H01M0008020000 Ipc: H01M0008247500 |