DE102016204900A1 - Motor vehicle with a reserve storage device and method for operating the motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Die hier offenbarte Technologie betrifft ein Kraftfahrzeug und ein Verfahren zum Betrieb des hier offenbarten Kraftfahrzeuges. Das Verfahren umfasst den Schritt: Bereitstellen von Brennstoff durch die Reservespeichereinrichtung, wenn die Brennstoffmenge im Druckbehältersystem einen Brennstoffmengengrenzwert unterschreitet.The technology disclosed herein relates to a motor vehicle and a method of operating the motor vehicle disclosed herein. The method includes the step of providing fuel through the reserve storage device when the amount of fuel in the pressure vessel system is less than a fuel amount limit.
Description
Die hier offenbarte Technologie betrifft ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein brennstoffzellenbetriebenes Kraftfahrzeug, mit einer Reservespeichereinrichtung. Ferner betrifft die hier offenbarte Technologie ein Verfahren zum Betrieb eines solchen Kraftfahrzeuges. The technology disclosed herein relates to a motor vehicle, in particular a fuel cell powered motor vehicle, having a reserve storage device. Furthermore, the technology disclosed herein relates to a method of operating such a motor vehicle.
Aus dem Stand der Technik bekannt sind brennstoffzellenbetriebene Kraftfahrzeuge sowie andere Fahrzeuge mit einem Wasserstoffantrieb. Solche Kraftfahrzeuge sind auf Tankstellen angewiesen, an denen die Kraftfahrzeuge mit Wasserstoff als Brennstoff betankt werden können. Aufgrund des derzeit noch vergleichsweise schlecht ausgebauten Wasserstofftankstellennetzes besteht eine erhöhte Gefahr, dass ein wasserstoffbetriebenes Kraftfahrzeug auf dem Weg zur Tankstelle mit leerem Tank liegen bleibt. Gasförmige Brennstoffe wie bspw. Wasserstoff können dann aber nicht in vorbekannte Reservekanister für Benzin oder Diesel transportiert werden. Known from the prior art are fuel cell powered vehicles and other hydrogen powered vehicles. Such vehicles are reliant on gas stations where the vehicles can be refueled with hydrogen as fuel. Due to the currently relatively poorly developed hydrogen fueling station network, there is an increased risk that a hydrogen-powered motor vehicle will remain lying on the way to the filling station with an empty tank. However, gaseous fuels such as hydrogen can not be transported in previously known reserve canisters for gasoline or diesel.
Es besteht daher ein Bedarf, eine Brennstoffreserve für solche mit unter Umgebungsbedingungen gasförmigen Brennstoffen betriebene Kraftfahrzeugen bereit zu stellen. Es ist ferner eine Aufgabe der hier offenbarten Technologie, die Nachteile der vorbekannten Lösungen zu verringern oder zu beheben. Weitere Aufgaben ergeben sich aus den vorteilhaften Effekten der hier offenbarten Technologie. Die Aufgabe(n) wird/werden gelöst durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche. Die abhängigen Ansprüche stellen bevorzugte Ausgestaltungen dar. There is therefore a need to provide a fuel reserve for such vehicles powered by gaseous fuels under ambient conditions. It is a further object of the technology disclosed herein to reduce or eliminate the disadvantages of the prior art solutions. Other objects arise from the beneficial effects of the technology disclosed herein. The object (s) is / are solved by the subject matter of the independent claims. The dependent claims are preferred embodiments.
Die hier offenbarte Technologie betrifft ein Kraftfahrzeug, welches mit einem unter Umgebungsbedingungen gasförmigen Brennstoff betrieben werden kann. Das Kraftfahrzeug umfasst mindestens ein Druckbehältersystem zur Speicherung von Brennstoff. The technology disclosed herein relates to a motor vehicle which can be operated with a gaseous fuel under ambient conditions. The motor vehicle comprises at least one pressure vessel system for storing fuel.
Das Druckbehältersystem umfasst mindestens einen Druckbehälter zur Speicherung von Brennstoff für ein Kraftfahrzeug. Der Druckbehälter kann in einem Kraftfahrzeug eingesetzt werden, das beispielsweise mit komprimiertem („Compressed Natural Gas“ = CNG), verflüssigtem (LNG) Erdgas oder mit Wasserstoff betrieben wird. Ein solcher Druckbehälter kann beispielsweise ein kryogener Druckbehälter oder ein Hochdruckgasbehälter sein. Hochdruckgasbehältersysteme sind ausgebildet, im Wesentlichen bei Umgebungstemperaturen Brennstoff (z.B. Wasserstoff) dauerhaft bei einem max. Betriebsdruck (auch maximum operating pressure oder MOP genannt) von über ca. 350 barü (= Überdruck gegenüber dem Atmosphärendruck), ferner bevorzugt von über ca. 500 barü und besonders bevorzugt von über ca. 700 barü zu speichern. Das kryogene Druckbehältersystem umfasst einen kryogenen Druckbehälter. Der kryogene Druckbehälter kann Brennstoff im flüssigen oder überkritischen Aggregatszustand speichern. Als überkritischer Aggregatszustand wird ein thermodynamischer Zustand eines Stoffes bezeichnet, der eine höhere Temperatur und einen höheren Druck als der kritische Punkt aufweist. Bei Wasserstoff liegt der kritische Punkt bei 33,18 K und 13,0 bar. Ein kryogener Druckbehälter ist insbesondere geeignet, den Brennstoff bei Temperaturen zu speichern, die deutlich unter der Betriebstemperatur (gemeint ist der Temperaturbereich der Fahrzeugumgebung, in dem das Fahrzeug betrieben werden soll) des Kraftfahrzeuges liegen, beispielsweise mind. 50 Kelvin, bevorzugt mindestens 100 Kelvin bzw. mindestens 150 Kelvin unterhalb der Betriebstemperatur des Kraftfahrzeuges (i.d.R. ca. –40°C bis ca. +85°C). Der Brennstoff kann beispielsweise Wasserstoff sein, der bei Temperaturen von ca. 34 K bis 360 K im kryogenen Druckbehälter gespeichert wird. Der kryogene Druckbehälter kann insbesondere einen Innenbehälter umfassen, der ausgelegt ist für max. Betriebsdrücke (MOPs) bis ca. 350 barü (= Überdruck gegenüber dem Atmosphärendruck), bevorzugt bis ca. 500 barü, und besonders bevorzugt bis ca. 700 barü. The pressure vessel system comprises at least one pressure vessel for storing fuel for a motor vehicle. The pressure vessel can be used in a motor vehicle which is operated, for example, with compressed natural gas (CNG), liquefied natural gas (LNG) or with hydrogen. Such a pressure vessel may be, for example, a cryogenic pressure vessel or a high-pressure gas vessel. High pressure gas container systems are designed to maintain fuel (e.g., hydrogen) at ambient temperatures substantially at a max. Operating pressure (also called maximum operating pressure or MOP) of about 350 barü (= overpressure relative to the atmospheric pressure), further preferably of about 500 barü and more preferably of about 700 barü store. The cryogenic pressure vessel system comprises a cryogenic pressure vessel. The cryogenic pressure vessel may store fuel in the liquid or supercritical state. A supercritical state of aggregation is a thermodynamic state of a substance which has a higher temperature and a higher pressure than the critical point. For hydrogen, the critical point is 33.18 K and 13.0 bar. A cryogenic pressure vessel is particularly suitable for storing the fuel at temperatures significantly below the operating temperature (meaning the temperature range of the vehicle environment in which the vehicle is to be operated) of the motor vehicle, for example at least 50 Kelvin, preferably at least 100 Kelvin or At least 150 Kelvin below the operating temperature of the motor vehicle (usually about -40 ° C to about + 85 ° C). The fuel may be, for example, hydrogen, which is stored at temperatures of about 34 K to 360 K in the cryogenic pressure vessel. The cryogenic pressure vessel may in particular comprise an inner container which is designed for max. Operating pressures (MOPs) up to about 350 barü (= overpressure relative to the atmospheric pressure), preferably up to about 500 barü, and particularly preferably up to about 700 barü.
Ferner umfasst das Kraftfahrzeug mindestens einen Brennstoffverbraucher. Der Brennstoffverbraucher kann beispielsweise ein Brennstoffzellensystem mit mindestens einer Brennstoffzelle sein. Furthermore, the motor vehicle comprises at least one fuel consumer. The fuel consumer may be, for example, a fuel cell system with at least one fuel cell.
Das Brennstoffzellensystem ist beispielsweise zur Bereitstellung der Energie für mindestens eine Antriebsmaschine zur Fortbewegung des Kraftfahrzeugs geeignet. In ihrer einfachsten Form ist eine Brennstoffzelle ein elektrochemischer Energiewandler, der Brennstoff und Oxidationsmittel in Reaktionsprodukte umwandelt und dabei Elektrizität und Wärme produziert. Die Brennstoffzelle umfasst eine Anode und eine Kathode, die durch einen ionenselektiven bzw. ionenpermeablen Separator getrennt sind. Die Anode weist eine Zufuhr für einen Brennstoff zur Anode auf. Bevorzugte Brennstoffe sind: Wasserstoff, niedrigmolekularer Alkohol, Biokraftstoffe, oder verflüssigtes Erdgas. Die Kathode weist beispielsweise eine Zufuhr für Oxidationsmittel auf. Bevorzugte Oxidationsmittel sind bspw. Luft, Sauerstoff und Peroxide. Der ionenselektive Separator kann bspw. als Protonenaustauschmembran (proton exchange membrane, PEM) ausgebildet sein. Bevorzugt kommt eine kationenselektive Polymerelektrolytmembran zum Einsatz. Materialien für eine solche Membran sind beispielsweise: Nafion®, Flemion® und Aciplex®. Ein Brennstoffzellensystem umfasst mindestens eine Brennstoffzelle sowie periphere Systemkomponenten (BOP-Komponenten), die beim Betrieb der mindestens einen Brennstoffzelle zum Einsatz kommen können. In der Regel sind mehrere Brennstoffzellen zu einem Brennstoffzellenstapel bzw. Stack zusammengefasst. The fuel cell system is suitable, for example, for providing the energy for at least one drive machine for locomotion of the motor vehicle. In its simplest form, a fuel cell is an electrochemical energy converter that converts fuel and oxidant into reaction products, producing electricity and heat. The fuel cell includes an anode and a cathode separated by an ion-selective or ion-permeable separator. The anode has a supply for a fuel to the anode. Preferred fuels are: hydrogen, low molecular weight alcohol, biofuels, or liquefied natural gas. The cathode has, for example, a supply of oxidizing agent. Preferred oxidizing agents are, for example, air, oxygen and peroxides. The ion-selective separator can be designed, for example, as a proton exchange membrane (PEM). Preferably, a cation-selective polymer electrolyte membrane is used. Materials for such a membrane are, for example: Nafion ®, Flemion ® and Aciplex ®. A fuel cell system comprises at least a fuel cell and peripheral system components (BOP components), which can be used in the operation of at least one fuel cell. As a rule, several fuel cells are combined to form a fuel cell stack or stack.
Ferner umfasst das Kraftfahrzeug mindestens eine von dem mindestens einen Druckbehälter separat ausgebildete Reservespeichereinrichtung. Die Reservespeichereinrichtung ist ausgebildet, aus mindestens einem unter Atmosphärenbedingungen flüssigen und/oder feststoffförmigen Stoff den Brennstoff zu generieren, der vom Brennstoffverbraucher verbraucht werden kann. Der Begriff „flüssiger und/oder feststoffförmiger Stoff“ soll dabei sowohl Reinstoffe als auch Stoffgemische in festen und/oder flüssigen Zuständen umfassen. Normale Atmosphärenbedingungen sind dabei die normalen Bedingungen der Umgebung, in der das Kraftfahrzeug betrieben wird. Das Druckbehältersystem und die mindestens eine Reservespeichereinrichtung sind mit dem mindestens einen Brennstoffverbraucher fluidverbunden. Insbesondere können das Druckbehältersystem und die mindestens eine Reservespeichereinrichtung selektiv mit dem Brennstoffverbraucher fluidverbunden sein. Dies bedeutet, dass bspw. über ein Mehrwegeventil, entweder das Druckbehältersystem oder die mindestens eine Reservespeichereinrichtung mit dem Brennstoffverbraucher fluidverbunden sein kann. Ebenso sind andere Formen der Fluidstromsteuerung denkbar. Further, the motor vehicle comprises at least one of the at least one pressure vessel separately formed reserve memory device. The reserve storage device is designed to generate the fuel that can be consumed by the fuel consumer from at least one substance that is liquid and / or solid under atmospheric conditions. The term "liquid and / or solid substance" is intended to include both pure substances and mixtures of substances in solid and / or liquid states. Normal atmospheric conditions are the normal conditions of the environment in which the motor vehicle is operated. The pressure vessel system and the at least one reserve storage device are fluidly connected to the at least one fuel consumer. In particular, the pressure vessel system and the at least one reserve storage device may be selectively fluidly connected to the fuel consumer. This means that, for example, via a multi-way valve, either the pressure vessel system or the at least one reserve storage device with the fuel consumer can be fluidly connected. Likewise, other forms of fluid flow control are conceivable.
Bevorzugt umfasst das Kraftfahrzeug ferner mindestens ein Steuergerät, das ausgebildet ist, die Reservespeichereinrichtung und/oder die Fluidverbindung zum Brennstoffverbraucher hin derart anzusteuern, dass die Reservespeichereinrichtung dem Brennstoffverbraucher Brennstoff bereit stellt, wenn die Brennstoffmenge im Druckbehältersystem einen Brennstoffmengengrenzwert unterschreitet. Insbesondere kann das mindestens eine Steuergerät eingerichtet sein, mittels der Reservespeichereinrichtung dem Brennstoffverbraucher Brennstoff zuzuführen, wenn der mindestens eine Druckbehälter des Druckbehältersystems leer ist. „Leer“ ist der mindestens eine Druckbehälter dann, wenn die im Druckbehältersystem enthaltene Menge Brennstoff nicht mehr wirtschaftlich und/oder technisch sinnvoll entnehmbar ist. Preferably, the motor vehicle further comprises at least one control unit which is designed to control the reserve storage device and / or the fluid connection to the fuel consumer such that the reserve storage device provides fuel to the fuel consumer when the fuel quantity in the pressure vessel system falls below a fuel quantity limit value. In particular, the at least one control device can be set up to supply fuel to the fuel consumer by means of the reserve storage device when the at least one pressure vessel of the pressure vessel system is empty. "Empty" is the at least one pressure vessel when the amount of fuel contained in the pressure vessel system is no longer economically and / or technically feasible removed.
Zusätzlich kann vorgesehen sein, dass dem Fahrzeugführer bereits bei einer geringen verwertbaren Restmenge an Brennstoff in dem mindestens einen Druckbehälter des Druckbehältersystems eine entsprechende Warnung angezeigt wird. So gesehen kann zusätzlich die bisherige Reservefunktion eingesetzt werden, wie sie bspw. aus Kraftfahrzeugen mit konventionellen Brennkraftmaschinen bekannt ist. In addition, it can be provided that a corresponding warning is already displayed to the vehicle driver even if there is a small utilizable remaining quantity of fuel in the at least one pressure vessel of the pressure vessel system. Seen in this way, in addition the previous reserve function can be used, as it is known, for example, from motor vehicles with conventional internal combustion engines.
Bevorzugt ist die Reservespeichereinrichtung mit einem Flüssigkeitsvorrat des Kraftfahrzeugs fluidverbunden. Beispielsweise kann die Reservespeichereinrichtung mit einem Produktwasservorrat verbunden sein. Ein solcher Produktwasservorrat kann bspw. stromab einer Brennstoffzelle vorgesehen sein. In einem solchen Produktwasservorrat kann bspw. das durch einen Kondenser aus dem Brennstoffzellenabgas zurückgewonnene Produktwasser gespeichert werden. Ferner kann der Flüssigkeitsvorrat ein Flüssigkeitsvorrat des Kühlsystems und/oder des Scheibenwischsystems des Kraftfahrzeuges bzw. diese Systeme selbst sein. Preferably, the reserve storage device is fluidly connected to a fluid reservoir of the motor vehicle. For example, the reserve storage device may be connected to a product water supply. Such a product water supply can, for example, be provided downstream of a fuel cell. In such a product water supply, for example, the product water recovered by a condenser from the fuel cell exhaust gas can be stored. Furthermore, the liquid reservoir may be a liquid reservoir of the cooling system and / or the windscreen wiper system of the motor vehicle or these systems themselves.
Zweckmäßig kann die Reservespeichereinrichtung eine Nachfüllöffnung umfassen, durch die der mindestens eine Stoff nachfüllbar ist. Eine solche Nachfüllöffnung ist bevorzugt für den Fahrzeugführer oder für das Servicepersonal leicht zugänglich angeordnet. Beispielsweise kann eine solche Nachfüllöffnung im oberen Bereich des Motorraumes angeordnet sein, vergleichbar mit Nachfüllöffnungen für Scheibenwasser oder Motoröl. Suitably, the reserve storage device may comprise a refilling opening, through which the at least one substance is refillable. Such a refill opening is preferably arranged easily accessible to the vehicle driver or to the service personnel. For example, such a refilling opening can be arranged in the upper region of the engine compartment, comparable with refilling openings for windscreen water or engine oil.
Ferner bevorzugt kann die Reservespeichereinrichtung eine austauschbare Kartusche umfassen. Insbesondere kann in der austauschbaren Kartusche der mindestens eine unter Atmosphärenbedingungen flüssige und/oder feststoffförmige Stoff gespeichert sein. Die austauschbare Kartusche kann bspw. als Behälter ausgebildet sein, in dem der Stoff gespeichert ist und der über eine Kupplung mit dem mindestens einen Brennstoffverbraucher fluidverbindbar ist. Further preferably, the reserve storage device may comprise a replaceable cartridge. In particular, the at least one under atmospheric conditions liquid and / or solid material may be stored in the replaceable cartridge. The replaceable cartridge can be designed, for example, as a container in which the substance is stored and which can be fluid-connected via a coupling with the at least one fuel consumer.
Besonders bevorzugt ist die mindestens eine Reservespeichereinrichtung derart ausgebildet, dass in der Reservespeichereinrichtung eine chemische Reaktion stattfinden kann. Besonders bevorzugt ist die Reservespeichereinrichtung ein Kipp’scher Apparat. Particularly preferably, the at least one reserve storage device is designed such that a chemical reaction can take place in the reserve storage device. Particularly preferably, the reserve storage device is a tilting apparatus.
Ein Kipp’scher Apparat als solcher ist bekannt. Der Kipp’sche Apparat umfasst bspw. drei übereinander angeordnete Volumina. Das obere Volumen ist über ein Steigrohr mit einem untersten Volumen fluidverbunden. Das obere Volumen ist gasdicht auf einem mittleren Volumen vorgesehen. Am mittleren Volumen ist eine Entnahmeleitung zur Entnahme des Brennstoffs vorgesehen. Das mittlere Volumen ist ferner mit dem unteren Volumen fluidverbunden, wobei zwischen dem mittleren Volumen und dem unteren Volumen ein Sieb oder ähnliches angeordnet ist, sodass kein festes Material in das untere Volumen fallen kann, Gase und Flüssigkeiten indes jedoch übertreten können. A Kipp'scher apparatus as such is known. The tilting apparatus comprises, for example, three volumes arranged one above the other. The upper volume is fluidly connected via a riser to a lowermost volume. The upper volume is provided gas-tight on a medium volume. At the middle volume, a withdrawal line for removal of the fuel is provided. The middle volume is further fluidly connected to the lower volume, wherein between the middle volume and the lower volume a sieve or is arranged similar, so that no solid material can fall into the lower volume, but gases and liquids, however, can transgress.
Die hier offenbarte Technologie umfasst ferner ein Verfahren zum Betreiben des hier offenbarten Kraftfahrzeuges. Das Verfahren umfasst den Schritt:
- – Bereitstellen von Brennstoff durch die hier offenbarte Reservespeichereinrichtung, wenn die Brennstoffmenge in dem mindestens einen Druckbehälter des Druckbehältersystems einen Brennstoffmengengrenzwert unterscheitet.
- Providing fuel through the reserve storage device disclosed herein when the amount of fuel in the at least one pressure vessel of the pressure vessel system undershoots a fuel amount limit.
Das Bereitstellen von Brennstoff durch die Reservespeichereinrichtung kann den Schritt umfassen:
- – Zuführen von einem wasserhaltigen Gemisch zu einem in der Reservespeichereinrichtung gespeicherten Stoff (= gespeichertes Material), dass ein Alkalimetall und/oder ein Erdalkalimetall aufweist, sodass diese Metalle und das wasserhaltige Gemisch unter Abspaltung von Wasserstoff miteinander reagieren.
- - Supplying a water-containing mixture to a substance stored in the reserve storage device (= stored material), which comprises an alkali metal and / or an alkaline earth metal, so that these metals and the water-containing mixture with the elimination of hydrogen react with each other.
Als Alkalimetalle werden die chemischen Elemente Lithium, Natrium, Kalium, Rubidium, Caesium und Francium aus der 1. Hauptgruppe des Periodensystems bezeichnet. Die Reaktion mit Wasser zu Alkalimetallhydroxiden erfolgt unter Freisetzung von Wasserstoff gemäß der folgenden Reaktionsgleichung 1:
wobei das Symbol
where the symbol
Erdalkalimetalle sind die Elemente der 2. Hauptgruppe des Periodensystems. Zu ihnen gehören die Elemente Beryllium, Magnesium, Calcium, Strontium, Barium und Radium an. Alkaline earth metals are the elements of the 2nd main group of the periodic table. They include the elements beryllium, magnesium, calcium, strontium, barium and radium.
Die Reaktion mit Wasser zu Erdalkalimetallhydroxiden erfolgt unter Freisetzung von Wasserstoff gemäß der folgenden Reaktionsgleichung 2:
wobei das Symbol
where the symbol
Bevorzugt umfasst der Stoff einen Volumenanteil an Alkalimetall und/oder an Erdalkalimetall von mindestens 70% oder mindestens 80%, bevorzugt von mindestens 90%, und besonders bevorzugt von 100%. The substance preferably comprises a volume fraction of alkali metal and / or of alkaline earth metal of at least 70% or at least 80%, preferably of at least 90%, and particularly preferably of 100%.
Bevorzugt kann das wasserhaltige Gemisch Produktwasser umfassen, welches aus den Abgasen des hier offenbarten Brennstoffzellensystems entnommen sein kann. Alternativ oder zusätzlich kann das wasserhaltige Gemisch dem Kühlkreislauf und/oder der Scheibenwischanlage des Kraftfahrzeugs entnommen werden. Überdies ist wiederum alternativ oder zusätzlich vorstellbar, dass das Produktwasser bereits in der Kartusche bevorratet wird. Preferably, the aqueous mixture may comprise product water which may be taken from the exhaust gases of the fuel cell system disclosed herein. Alternatively or additionally, the water-containing mixture can be taken from the cooling circuit and / or the windscreen wiper system of the motor vehicle. Moreover, again alternatively or additionally conceivable that the product water is already stored in the cartridge.
Neben den vorgenannten Reaktionen der Alkalimetalle bzw. Erdalkalimetalle mit Wasser ist es ebenso vorstellbar, dass andere Reaktionen in der Reservespeichereinrichtung stattfinden, bei denen Brennstoff, insbesondere Wasserstoff, freigesetzt werden. Ferner ist vorstellbar, dass das wasserhaltige Gemisch einem in der Reservespeichereinrichtung gespeicherten Stoff (= gespeichertes Material) zugeführt wird, dass Natriumsilizid und/oder Natriumborhydrid umfasst, wodurch Wasserstoff freigesetzt werden kann. Bevorzugt umfasst der Stoff einen Volumenanteil an Natriumsilizid und/oder Natriumborhydrid von mindestens 70% oder mindestens 80%, bevorzugt von mindestens 90%, und besonders bevorzugt von 100%. In addition to the aforementioned reactions of the alkali metals or alkaline earth metals with water, it is also conceivable that other reactions take place in the reserve storage device, in which fuel, especially hydrogen, are released. Further, it is conceivable that the hydrous mixture is supplied to a substance stored in the reserve storage device (= stored material) comprising sodium silicide and / or sodium borohydride, whereby hydrogen can be released. Preferably comprises the fabric has a volume fraction of sodium silicide and / or sodium borohydride of at least 70% or at least 80%, preferably of at least 90%, and more preferably of 100%.
Beispielsweise ist denkbar, dass Zinkspäne und Salzsäure miteinander reagieren, wobei Wasserstoff freigesetzt wird. Die Zinkspäne und die Salzsäure könnten bspw. in einer entsprechend ausgestalteten austauschbaren Kartusche gespeichert werden, wobei zweckmäßig während oder nach dem Anschluss der Kartusche an das Brennstoffzellensystem die beiden Reaktionspartner miteinander in Verbindung gebracht werden. Bevorzugt kann ferner der Brennstoff in einem flüssigen Wasserstoffträger, bspw. einem Liquid Organic Hydrogen Carrier (LOHC) und/oder in einem nachfüllbaren Metallhydridspeicher gespeichert werden. Solche Liquid Organic Hydrogen Carrier und/oder Metallhydridspeicher als solche sind bekannt. Beispielsweise kann als LOHC-Speichersystem Toluol eingesetzt werden. Vorteilhaft am vorgenannten System mit Elementen der ersten und zweiten Hauptgruppe ist, dass das für die Reaktion benötigte wasserhaltige Gemisch ohnehin mitgeführt wird. Es kann daher also ein vergleichsweise leichtes, kompaktes Reservespeichersystem bereitgestellt werden, welches überdies vergleichsweise günstig realisierbar ist. For example, it is conceivable that zinc shavings and hydrochloric acid react with each other, whereby hydrogen is released. The zinc shavings and the hydrochloric acid could be stored, for example, in a suitably designed exchangeable cartridge, wherein expediently during or after connection of the cartridge to the fuel cell system, the two reactants are brought into contact with each other. The fuel can furthermore preferably be stored in a liquid hydrogen carrier, for example a liquid organic hydrogen carrier (LOHC) and / or in a refillable metal hydride reservoir. Such liquid organic hydrogen carriers and / or metal hydride storage as such are known. For example, toluene can be used as the LOHC storage system. An advantage of the aforementioned system with elements of the first and second main group is that the water-containing mixture required for the reaction is carried anyway. Therefore, it is thus possible to provide a comparatively lightweight, compact reserve memory system which, moreover, can be realized comparatively favorably.
Die hier offenbarte Technologie wird nun anhand der schematischen
Das Druckbehältersystem
Die Reservespeichereinrichtung
Mit anderen Worten ist gemäß der hier offenbarten Technologie vorgesehen, dass ein Fahrer auf eine im Fahrzeug verbaute Reserveeinrichtung zurückgreifen kann, wenn der normale Wasserstofftank leer ist. In dieser Reservevorrichtung ist ein gewisser Vorrat an einer chemischen Substanz gespeichert, die bei Kontakt mit Wasser Wasserstoff freisetzen kann. Hierzu kommen bevorzugt Alkalimetalle (Li, Na, K, ...) oder Erdalkalimetalle (Be, Mg, Ca, ...) infrage. Bevorzugt findet die Reaktion dieser chemischen Substanzen in einem Reaktionsraum statt, der Drücken bis etwa 50 bar standhält und der mit der Brennstoffzelle fluidverbunden ist. Besonders bevorzugt bildet die Reservespeichereinrichtung
Die vorhergehende Beschreibung der vorliegenden Erfindung dient nur zu illustrativen Zwecken und nicht zum Zwecke der Beschränkung der Erfindung. Im Rahmen der Erfindung sind verschiedene Änderungen und Modifikationen möglich, ohne den Umfang der Erfindung sowie ihrer Äquivalente zu verlassen. The foregoing description of the present invention is for illustrative purposes only, and not for the purpose of limiting the invention. Various changes and modifications are possible within the scope of the invention without departing from the scope of the invention and its equivalents.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 110110
- Druckbehältersystem Pressure vessel system
- 120120
- Reservespeichereinrichtung Reserve storage device
- 122122
- Reservebrennstoffventil Reserve fuel valve
- 124124
- Nachfüllöffnung refill
- 126126
- Flüssigkeitszuführleitung liquid supply
- 200200
- Brennstoffverbraucher fuel consumers
- 302302
- Brennstoffzellenabgasleitung Fuel cell exhaust line
- 304304
- Kondenserleitung Kondenserleitung
- 306306
- Abgasleitung exhaust pipe
- 310310
- Kondenser condenser
- 320320
- Flüssigkeitsvorrat liquid storage
- 320320
- Produktwasservorrat Product water storage
- 322322
- Flüssigkeitsventil liquid valve
- 406406
- Entnahmeleitung withdrawal line
- 402402
- Anodenzuführleitung Anodenzuführleitung
- 404404
- ReservebrennstoffzuführleitungReservebrennstoffzuführleitung
- 410410
- Druckbehälterventil Pressure vessel valve
- 420420
- Druckminderer pressure reducer
Claims (10)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102016204900.3A DE102016204900A1 (en) | 2016-03-23 | 2016-03-23 | Motor vehicle with a reserve storage device and method for operating the motor vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102016204900.3A DE102016204900A1 (en) | 2016-03-23 | 2016-03-23 | Motor vehicle with a reserve storage device and method for operating the motor vehicle |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE102016204900A1 true DE102016204900A1 (en) | 2017-09-28 |
Family
ID=59814238
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE102016204900.3A Withdrawn DE102016204900A1 (en) | 2016-03-23 | 2016-03-23 | Motor vehicle with a reserve storage device and method for operating the motor vehicle |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE102016204900A1 (en) |
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