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DE20122193U1 - Fuel cell system with anode catalyst, has circuit producing voltage pulses to clear substances poisoning anode, by electrochemical oxidation - Google Patents

Fuel cell system with anode catalyst, has circuit producing voltage pulses to clear substances poisoning anode, by electrochemical oxidation Download PDF

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DE20122193U1
DE20122193U1 DE20122193U DE20122193U DE20122193U1 DE 20122193 U1 DE20122193 U1 DE 20122193U1 DE 20122193 U DE20122193 U DE 20122193U DE 20122193 U DE20122193 U DE 20122193U DE 20122193 U1 DE20122193 U1 DE 20122193U1
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Abstract

The circuit (20) includes a pulse generator (40) producing pulses of variable shape (21). Switching components (22, 23) are opened and closed by the pulses. The resultant voltage signals can be used to oxidize substances electrochemically, on the anode.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Brennstoffzellensystem, mit einer oder mehreren Brennstoffzelle(n), wobei jede Brennstoffzelle eine Anoden-Elektrolyt-Kathoden-Einheit sowie einen Anodenkatalysator aufweist. Weiterhin verfügt das Brennstoffzellensystem über eine Schaltungsanordnung zum Erzeugen von Spannungspulsen und zum Aufprägen der Spannungspulse auf die Brennstoffzelle(n).The present invention relates to a fuel cell system with one or more fuel cells, each fuel cell being an anode-electrolyte-cathode unit and has an anode catalyst. The fuel cell system also has a Circuit arrangement for generating voltage pulses and for impressing the Voltage pulses on the fuel cell (s).

Brennstoffzellen sind bereits seit langem bekannt und haben insbesondere im Bereich der Automobilindustrie in den letzten Jahren erheblich an Bedeutung gewonnen.Fuel cells have been around since long known and especially in the automotive industry has grown significantly in importance in recent years.

In einer Brennstoffzelle, beispielsweise einer PEM-Brennstoffzelle, wird durch eine chemische Reaktion Strom erzeugt. Dabei wird ein Brennstoff, wie beispielsweise Wasserstoff, und ein Oxidationsmittel, wie beispielsweise Sauerstoff aus der Luft, in elektrische Energie und ein Reaktionsprodukt, wie beispielsweise Wasser, umgewandelt. Eine Brennstoffzelle besteht im wesentlichen aus einem Anodenteil, einer Membran (Elektrolyt) und einem Kathodenteil. Die Membran besteht aus einem gasdichten und protonenleitenden Material und ist zwischen der Anode und der Kathode angeordnet, um Ionen auszutauschen. Auf der Seite der Anode wird der Brennstoff zugeführt, während auf der Seite der Kathode das Oxidationsmittel zugeführt wird. An der Anode werden durch katalytische Reaktionen Protonen, beziehungsweise Wasserstoffionen, erzeugt, die sich durch die Membran zur Kathode bewegen. An der Kathode reagieren die Wasserstoffionen mit dem Sauerstoff, und es bildet sich Wasser. Die bei der Reaktion abgegebenen Elektronen lassen sich als elektrischer Strom durch einen Verbraucher leiten.In a fuel cell, for example a PEM fuel cell, electricity is generated by a chemical reaction generated. A fuel, such as hydrogen, and an oxidizing agent such as oxygen from the Air, electrical energy and a reaction product such as Water, converted. A fuel cell essentially exists of an anode part, a membrane (electrolyte) and a cathode part. The Membrane consists of a gas-tight and proton-conducting material and is arranged between the anode and the cathode to hold ions exchange. On the side of the anode, the fuel is supplied while on the oxidant is supplied to the side of the cathode. Be on the anode by catalytic reactions protons or hydrogen ions, generated that move through the membrane to the cathode. On the cathode the hydrogen ions react with the oxygen and it forms themselves water. Leave the electrons released during the reaction are conducted as electrical current through a consumer.

Will man die Brennstoffzelle mit einem leicht verfügbaren oder zu speichernden Brennstoff wie Erdgas, Methanol, Benzin, Diesel oder dergleichen betreiben, muß man den Kohlenwasserstoff in einer Anordnung zum Erzeugen/Aufbereiten eines Brennstoffs zunächst in ein wasserstoffreiches Gas umwandeln. Dabei wird dieses im wesentlichen zu Wasserstoff und Kohlendioxid zersetzt. Weiterhin entsteht ebenfalls Kohlenmonoxid, das ein für die Brennstoffzelle schädliches Gas darstellt, da es den Katalysator auf der Anodenseite unwirksam macht und deshalb vor Eintritt des Brennstoffs in die Brennstoffzelle entfernt werden muß.If you want the fuel cell with an easily available or fuel to be stored such as natural gas, methanol, gasoline, diesel or operate the like, you have to the hydrocarbon in a production / processing arrangement of a fuel first convert into a hydrogen-rich gas. This essentially becomes decomposed to hydrogen and carbon dioxide. Furthermore also arises Carbon monoxide, the one for the fuel cell harmful Represents gas since it ineffective the catalyst on the anode side makes and therefore before the fuel enters the fuel cell must be removed.

In der Brennstoffzelle kann das Kohlenmonoxid, aber auch andere für die Brennstoffzelle schädliche Stoffe, ab einer bestimmten Konzentration dazu führen, daß sich die von der Brennstoffzelle abgegebene Leistung verringert und folglich der Wirkungsgrad der Brennstoffzelle stark reduziert wird.In the fuel cell, the carbon monoxide, but also others for the fuel cell harmful Substances above a certain concentration cause that of the fuel cell output reduced and consequently the efficiency of the Fuel cell is greatly reduced.

Um eine solch schädliche Einflußnahme von Kohlenmonoxid auf die Brennstoffzelle zu verhindern, ist in der DE 197 10 819 C1 eine Brennstoffzelle beschrieben, bei der Leistungseinbußen auf Grund von am Anodenkatalysator absorbierten Verunreinigungen vermieden werden sollen. Dies wird dadurch erreicht, daß die Brennstoffzelle mit Mitteln verbunden ist, die der Anode der Brennstoffzelle einen positiven Spannungspuls aufprägen. Durch die Aufprägung des Spannungspulses wird eine pulsförmige Änderung des Anodenpotentials bewirkt. Durch diese pulsförmigen Änderungen des Anodenpotentials wird erreicht, daß das in der Brennstoffzelle befindliche Kohlenmonoxid oxidiert wird (Entgiftung der Brennstoffzelle).In order to prevent such a harmful influence of carbon monoxide on the fuel cell, the DE 197 10 819 C1 described a fuel cell in which performance losses due to impurities absorbed on the anode catalyst are to be avoided. This is achieved in that the fuel cell is connected to means which impart a positive voltage pulse to the anode of the fuel cell. A pulse-shaped change in the anode potential is brought about by impressing the voltage pulse. As a result of these pulsed changes in the anode potential, the carbon monoxide in the fuel cell is oxidized (detoxification of the fuel cell).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Brennstoftzellensystem der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß die Spannungspulse zur Entgiftung der Brennstoffzelle auf einfache Weise auf die Brennstoffzelle aufgeprägt werden können.The invention is based on the object To further develop the fuel cell system of the type mentioned at the beginning, that the Voltage pulses to detoxify the fuel cell in a simple manner the fuel cell imprinted can be.

Gelöst wird die Aufgabe durch die Merkmale des Brennstoffzellensystems gemäß Schutzanspruch 1 und Schutzanspruch 2. Weitere Vorteile, Merkmale, Effekte, Details und Aspekte der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung sowie den Zeichnungen. Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem ersten Erfindungsaspekt beschrieben sind, gelten dabei selbstverständlich auch für den zweiten Erfindungsaspekt, und jeweils umgekehrt.The task is solved by the Features of the fuel cell system according to protection claim 1 and protection claim 2. Other advantages, features, effects, details and aspects of present invention result from the dependent claims, the Description as well as the drawings. Features and details in the Described in connection with the first aspect of the invention apply of course also for the second aspect of the invention, and vice versa.

Der Grundgedanke der vorliegenden Erfindung besteht wie bei der DE 197 10 819 C1 , deren Offenbarungsgehalt insoweit in die Beschreibung der vorliegenden Erfindung mit einbezogen wird, darin, daß die Brennstoftzelle(n), beziehungsweise der Anodenkatalysator der Brennstoffzelle(n), über das Aufprägen der Spannungspulse von schädlichen Bestandteilen, insbesondere von Kohlenmonoxid, befreit wird/werden (Entgiftung), in dem dieses) oxidiert wird/werden. Durch die Aufprägung der Spannungspulse wird eine pulsförmige Änderung des Anodenpotentials bewirkt. Die vorliegende Erfindung beschreibt insbesondere vorteilhafte Ausgestaltungen einer für das Aufprägen der Spannungspulse vorgesehenen Schaltungsanordnung.The basic idea of the present invention is as in the DE 197 10 819 C1 , the disclosure content of which is included in the description of the present invention, in that the fuel cell (s), or the anode catalyst of the fuel cell (s), is / are freed from harmful constituents, in particular carbon monoxide, by applying the voltage pulses ( Detoxification) by oxidizing it. A pulse-shaped change in the anode potential is brought about by the stamping of the voltage pulses. The present invention describes in particular advantageous configurations of a circuit arrangement provided for impressing the voltage pulses.

Gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Brennstoffzellensystem bereitgestellt, mit wenigstens einer Brennstoffzelle, wobei die Brennstoffzelle eine Anoden-Elektrolyt-Kathoden-Einheit sowie einen Anodenkatalysator aufweist, und mit einer Schaltungsanordnung zum Erzeugen von Spannungspulsen und zum Aufprägen der Spannungspulse auf die Brennstoffzelle. Das Brennstoftzellensystem ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsanordnung einen Pulsgenerator zum Erzeugen von veränderlichen pulsförmigen Signalen aufweist, daß die Schaltungsanordnung wenigstens ein Schalterelement aufweist, das durch die pulsförmigen Signale geöffnet und geschlossen wird und daß über die pulsförmigen Signale Spannungspulse erzeugt werden, mittels derer elektrochemisch oxidierbare Stoffe auf der Anode oxidiert werden oder oxidierbar sind.According to the first aspect of the invention a fuel cell system provided, with at least one Fuel cell, the fuel cell being an anode-electrolyte-cathode unit as well has an anode catalyst, and with a circuit arrangement for generating voltage pulses and for impressing the voltage pulses the fuel cell. According to the invention, the fuel cell system is thereby characterized that the Circuit arrangement a pulse generator for generating variable pulsed Signals that the Circuit arrangement has at least one switch element, the through the pulsed Signals open and is closed and that about the pulsed Signals voltage pulses are generated, by means of which electrochemically oxidizable Substances on the anode are oxidized or are oxidizable.

Ein Grundgedanke des erfindungsgemäßen Brennstoffzellensystems besteht darin, daß wenigstens ein Schalterelement der Schaltungsanordnung über die pulsförmigen Signale geöffnet und geschlossen wird. Über das Schalterelement werden dann entsprechende Komponenten in der Schaltungsanordnung angesprochen oder aktiviert, die eine Entgiftung der Brennstoffzelle bewirken. Dies wird an Hand einiger nicht ausschließlicher Beispiele im weiteren Verlauf der Beschreibung näher erläutert.A basic idea of the invention Fuel cell system consists in that at least one switch element of the circuit arrangement is opened and closed via the pulse-shaped signals. Corresponding components in the circuit arrangement are then activated or activated via the switch element which detoxify the fuel cell. This will be explained in more detail in the further course of the description with the aid of a few non-exclusive examples.

Ein weiterer Grundgedanke des erfindungsgemäßen Brennstoffzellensystems liegt darin, daß die pulsförmigen Signale mittels eines Pulsgenerators erzeugt werden, wobei der Pulsgenerator derart ausgebildet ist, daß veränderliche pulsförmige Signale erzeugt werden können. Durch die Veränderlichkeit der pulsförmigen Signale kann die Wirkung der Schaltungsanordnung optimiert werden, so daß eine Entgiftung der Brennstoffzelle mit hohem Wirkungsgrad möglich wird.Another basic idea of the fuel cell system according to the invention is that the pulsed Signals are generated by means of a pulse generator, the pulse generator is designed such that variable pulsed Signals can be generated. Through variability the pulse-shaped Signals the effect of the circuit arrangement can be optimized so that detoxification the fuel cell becomes possible with high efficiency.

Die Erfindung ist nicht auf bestimmte Typen von Pulsgeneratoren beschränkt. Wichtig ist lediglich, daß der Pulsgenerator pulsförmige Signale erzeugen kann und daß die pulsförmigen Signale geeignet sind, das wenigstens eine Schaltelement in entsprechender Weise zu öffnen und/oder zu schließen. Dies kann beispielsweise dadurch bewerkstelligt werden, daß der Pulsgenerator entsprechende Spannungspulse erzeugt, wobei die Spannungspulse ein Öffnen beziehungsweise Schließen des Schalterelements bewirken. Ebenso ist es denkbar, daß der Pulsgenerator pulsförmige Signale auf Lichtbasis, Funkbasis oder dergleichen erzeugt.The invention is not specific Types of pulse generators limited. It is only important that the Pulse generator pulse-shaped Can generate signals and that the pulsed Signals are suitable, the at least one switching element in a corresponding Way to open and / or close. This can be accomplished, for example, by the pulse generator generates corresponding voltage pulses, the voltage pulses opening or Conclude cause the switch element. It is also conceivable that the pulse generator pulsed Generated signals based on light, radio or the like.

Durch den in der Schaltungsanordnung vorgesehenen Pulsgenerator wird es folglich ermöglicht, die auf die Brennstoffzelle(n) aufgeprägten Spannungspulse regeln beziehungsweise steuern zu können, so daß je nach Betriebssituation und Betriebszustand Spannungspulse mit unterschiedlicher Größe und Form erzeugt und auf die Brennstoffzelle aufgeprägt werden können.By in the circuit arrangement provided pulse generator it is consequently made possible for the fuel cell (s) impressed Regulate or control voltage pulses, so that ever Depending on the operating situation and operating condition, voltage pulses with different Size and shape generated and can be imprinted on the fuel cell.

Vorteilhaft kann der Pulsgenerator zur Erzeugung von im wesentlichen rechteckigen, pulsförmigen Signalen ausgebildet sein. Derartige Signale ermöglichen auf Grund ihrer steilen Flanken ein genaues Schalten innerhalb der Schaltungsanordnung. Vorteilhaft können die pulsförmigen Signale eine variable Pulsdauer und/oder einen variablen Pulsabstand und/oder eine variable Pulsfrequenz und/oder eine variable Pulsamplitude aufweisen. Dabei ist die Erfindung nicht auf bestimmte Werte der einzelnen Parameter beschränkt. Vorteilhafte Pulsdauern können sich beispielsweise – jedoch nicht ausschließlich – im Bereich zwischen 10 Millisekunden und 2 Sekunden bewegen. Nicht ausschließliche Beispiele für geeignete Pulsabstände liegen im Bereich zwischen 500 Millisekunden und 10 Sekunden.The pulse generator can be advantageous for generating essentially rectangular, pulse-shaped signals be trained. Such signals allow due to their steep Flank an exact switching within the circuit arrangement. Advantageous can the pulse-shaped Signals a variable pulse duration and / or a variable pulse interval and / or a variable pulse frequency and / or a variable pulse amplitude exhibit. The invention is not limited to specific values individual parameters limited. Advantageous pulse durations can for example - however not exclusively - in the area move between 10 milliseconds and 2 seconds. Non-exclusive examples for suitable pulse intervals are in the range between 500 milliseconds and 10 seconds.

Der Pulsgenerator kann vorteilhaft eine Schaltung zur Kalibrierung der Pulsdauer der pulsförmigen Signale aufweisen. Bei Verwendung einer solchen Schaltung kann die Pulsfrequenz beispielsweise fest vorgegeben sein. Auch die Pulsdauer und der Pulsabstand sind im wesentlichen festgelegt. Über die Schaltung wird lediglich die Pulsdauer kalibriert, was bedeutet, daß eine Feineinstellung der Pulsdauer vorgenommen werden kann. Bei dieser Ausgestaltungsform handelt es sich um eine mehr oder weniger „starre" Möglichkeit zur Erzeugung pulsförmiger Signale.The pulse generator can be advantageous a circuit for calibration of the pulse duration of the pulse-shaped signals exhibit. When using such a circuit, the pulse frequency for example, be fixed. Also the pulse duration and the pulse interval are essentially fixed. About the circuit is only calibrated the pulse duration, which means that a fine adjustment of the Pulse duration can be made. With this embodiment is a more or less "rigid" option for generating pulse-shaped signals.

In weiterer Ausgestaltung kann der Pulsgenerator eine Schaltung zum variablen Einstellen der Verhältnisse von Pulsdauer zu Pulsabstand aufweisen. Durch eine solche Schaltung wird es möglich, daß innerhalb der Pulsfrequenz, die wiederum fest vorgegeben sein kann, das Verhältnis zwischen Pulsdauer und Pulsabstand beliebig eingestellt werden kann.In a further embodiment, the Pulse generator a circuit for variable setting of the conditions from pulse duration to pulse interval. Through such a circuit it becomes possible that within the pulse frequency, which in turn can be fixed, the ratio between Pulse duration and pulse interval can be set as desired.

Die im Hinblick auf die beiden genannten Schaltungen beschriebene Einstellung der Pulsdauer und/oder des Pulsabstands kann beispielsweise über ein oder mehrere Potentiometer erfolgen. Potentiometer sind an sich aus dem Stand der Technik bekannt. Hierbei handelt es sich um regelbare elektrische Widerstände, die beispielsweise einen Schleifkontakt zum Abgreifen von Teilwiderständen aufweisen.The with regard to the two circuits mentioned described setting of the pulse duration and / or the pulse interval can for example about a or several potentiometers. Potentiometers are in themselves known from the prior art. These are adjustable electrical resistors, which have, for example, a sliding contact for tapping part resistors.

Potentiometer können beispielsweise als Schiebewiderstände, Drehwiderstände, digitale Potentiometer oder dergleichen ausgebildet sein.Potentiometers can be used, for example, as sliding resistors, rotary resistors, digital Potentiometer or the like can be formed.

In weiterer Ausgestaltung kann der Pulsgenerator einen Zählerbaustein aufweisen, der mit einer Schaltung zum Kalibrieren der Pulsdauer verbunden ist. Mit Hilfe eines solchen Zählerbausteins und einer wie oben beschriebenen entsprechenden Schaltung können die benötigten pulsförmigen Signale erzeugt werden. Der Zählerbaustein kann beispielsweise über einen sogenannten „Clock-Eingang" verfügen, über den die von der Schaltung abgehenden Signale in den Zählerbaustein eingespeist werden. Bei Zählerbausteinen, die an sich aus dem Stand der Technik bekannt sind, handelt es sich allgemein um sequentielle Schaltungen zum Zählen von Impulsen.In a further embodiment, the Pulse generator a counter module have with a circuit for calibrating the pulse duration connected is. With the help of such a counter module and a like The corresponding circuit described above can provide the required pulse-shaped signals be generated. The counter module can for example about have a so-called "clock input" via the the outgoing signals from the circuit in the counter module be fed. With counter modules, which are known per se from the prior art generally about sequential circuits for counting pulses.

In einer vorteilhaften Ausführungsform kann der Pulsgenerator jeweils eine oder beide der vorgenannten Schaltungen aufweisen. Im letztgenannten Fall wird es möglich, pulsförmige Signale mit jeder beliebigen Pulsdauer und jedem Pulsabstand einstellen zu können. Bei Verwendung von zwei Schaltungen kann der Pulsgenerator vorteilhaft ein Schalterelement zum wahlweisen Umstellen zwischen den beiden Schaltungen aufweisen. Dabei ist die Erfindung nicht auf bestimmte Schalterelementtypen beschränkt. Beispielsweise kann das Schalterelement als Transistorschaltung oder dergleichen ausgebildet sein.In an advantageous embodiment can the pulse generator one or both of the aforementioned Have circuits. In the latter case, it becomes possible to use pulse-shaped signals set with any pulse duration and pulse interval to be able to. When using two circuits, the pulse generator can be advantageous a switch element for switching between the two Have circuits. The invention is not limited to this Switch element types limited. For example, the switch element as a transistor circuit or the like.

Gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Brennstoffzellensystem bereitgestellt, mit wenigstens einer Brennstoffzelle, wobei die Brennstoffzelle eine Anoden-Elektrolyt-Kathoden-Einheit sowie einen Anodenkatalysator aufweist, und mit einer Schaltungsanordnung zum Erzeugen von Spannungspulsen und zum Aufprägen der Spannungspulse auf die Brennstoffzelle. Dieses Brennstoffzellensystem ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsanordnung wenigstens ein Schalterelement aufweist, das zur Erzeugung der Spannungspulse geöffnet und geschlossen wird und daß die Schaltungsanordnung wenigstens eine Kapazität aufweist, über die die Spannungspulse erzeugt werden, mittels derer elektrochemisch oxidierbare Stoffe auf der Anode oxidiert werden oder oxidierbar sind.According to the second aspect of the invention, a fuel cell system is provided, with at least one fuel cell, the fuel cell having an anode-electrolyte-cathode unit and an anode catalyst, and with ei ner circuit arrangement for generating voltage pulses and for impressing the voltage pulses on the fuel cell. This fuel cell system is characterized according to the invention in that the circuit arrangement has at least one switch element which is opened and closed to generate the voltage pulses and that the circuit arrangement has at least one capacitance over which the voltage pulses are generated, by means of which electrochemically oxidizable substances are oxidized on the anode or are oxidizable.

Bei dieser Ausführungsform wird zunächst, beispielsweise über eine geeignete Spannungsquelle, die Kapazität geladen. Wenn das Schalterelement mittels der aufgeprägten pulsförmigen Signale geschlossen wird, fließt ein sehr großer Strom, wenn während des Pulsens die Kapazität und die Brennstoffzelle(n) im Serie geschaltet ist/sind und dadurch die Spannung erhöht wird. Dadurch wird eine schnelle und vollständige Entgiftung der Brennstoffzelle(n) bewirkt.In this embodiment, first, for example, via a suitable voltage source, the capacity charged. If the switch element by means of the embossed pulsed Signals is closed, flows a very big one Electricity if during the pulse's capacity and the fuel cell (s) is / are connected in series and thereby the Tension increased becomes. This results in a quick and complete detoxification of the fuel cell (s).

Nach Beendigung des Pulsvorgangs kann die Kapazität über eine geeignete Spannungsquelle nachgeladen werden, wie im weiteren Verlauf der Beschreibung noch mehr erläutert wird. Vorzugsweise wird die Kapazität zwischen zwei Pulsvorgängen wieder aufgeladen.After the pulse process has ended can the capacity over a suitable voltage source can be recharged, as in the further course the description explained more becomes. The capacity between two pulse processes is preferably restored charged.

Die Erfindung ist nicht auf eine bestimmte Anzahl von Kondensatoren oder auf bestimmte Kondensatortypen beschränkt. Die Kapazität kann vorzugsweise als Ultrakondensator ausgebildet sein. Derartige Kondensatoren, die an sich aus dem Stand der Technik bekannt sind, verfügen neben einer hohen Kapazität auch über eine hohe Ladungsdichte. Sie sind somit geeignet, innerhalb kurzer Zeiten große Energien speichern, beziehungsweise abgeben zu können. Ultrakondensatoren werden häufig auch als Superkondensatoren oder Doppelschichtkondensatoren bezeichnet und liegen in bezug auf ihre Energiedichte sowie Zugriffszeit auf den Energieinhalt zwischen großen Aluminium-Elektrolyt-Kondensatoren und kleineren Akkumulatoren.The invention is not limited to one certain number of capacitors or certain types of capacitors limited. The capacity can preferably be designed as an ultracapacitor. such Capacitors which are known per se from the prior art, feature in addition to high capacity also about a high charge density. They are therefore suitable within a short time Times great Saving or giving away energy. Ultracapacitors are frequently also referred to as supercapacitors or double layer capacitors and are available in terms of their energy density and access time the energy content between large Aluminum electrolytic capacitors and smaller accumulators.

Ebenso ist es denkbar, Kondensatoren mit veränderlicher Kapazität zu verwenden. Solche Kondensatoren haben den Vorteil, daß die beim Pulsen abgegebenen Spannungen und damit die die Brennstoffzelle(n) durchfließenden Ströme den jeweils vorherrschenden Betriebsbedingungen und Anforderungen gezielt angepaßt werden können.It is also conceivable to use capacitors with changeable capacity to use. Such capacitors have the advantage that the Pulse emitted voltages and thus the fuel cell (s) flowing through streams the prevailing operating conditions and requirements specifically adapted can be.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf bestimmte Typen von Brennstoffzellen beschränkt.The present invention is not limited to certain types of fuel cells.

In bevorzugter Weise kann die vorliegende Erfindung in Verbindung mit Brennstoffzellen mit Polymermembranen (PEM) verwendet werden. Diese Brennstoffzellen haben einen hohen elektrischen Wirkungsgrad, verursachen nur minimale Emissionen, weisen ein optimales Teillastverhalten auf und sind im wesentlichen frei von mechanischem Verschleiß. Ein weiterer Vorteil von PEM-Brennstoffzellen ist deren niedrige Betriebstemperatur von 80 °C. Selbstverständlich kann die Erfindung auch in Verbindung mit anderen Brennstoftzellentypen verwendet werden, beispielsweise DMFC-Brennstoffzellen (Direct Methanol Fuel Cell), SOFC-Brennstoffzellen (Solid Oxide Fuel Cell) und dergleichen.Preferably, the present invention used in connection with fuel cells with polymer membranes (PEM) become. These fuel cells have a high electrical efficiency, cause only minimal emissions, show optimal part-load behavior on and are essentially free of mechanical wear. Another Advantage of PEM fuel cells is their low operating temperature of 80 ° C. Of course you can the invention also in connection with other types of fuel cells are used, for example DMFC fuel cells (Direct Methanol Fuel Cell), SOFC (Solid Oxide Fuel Cell) and the like.

Vorteilhaft kann die Schaltungsanordnung gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung einen Pulsgenerator zum Erzeugen von veränderlichen pulsförmigen Signalen aufweisen, wobei das wenigstens eine Schalterelement zur Erzeugung von Spannungspulsen über die pulsförmigen Signale geöffnet und geschlossen wird. Zu der vorteilhaften Ausgestaltung sowie der Wirkungsweise des Pulsgenerators wird auf die weiter vorstehenden Ausführungen im Zusammenhang mit dem ersten Aspekt der Erfindung vollinhaltlich Bezug genommen und hiermit verwiesen.The circuit arrangement according to the second can be advantageous Aspect of the present invention a pulse generator for generating of changeable pulsed Have signals, the at least one switch element for Generation of voltage pulses over the pulse-shaped Signals open and is closed. On the advantageous embodiment and the Operation of the pulse generator is based on the above versions in connection with the first aspect of the invention in full Referenced and hereby referred.

Vorteilhaft kann im Brennstoffzellensystem mehr als eine Brennstoffzelle vorgesehen sein. Dabei ist die Erfindung nicht auf eine bestimmte Anzahl oder Anordnung von Brennstoffzellen beschränkt. So ist es beispielsweise denkbar, daß im Brennstoffzellensystem mehrere Einzelbrennstoffzellen vorhanden sind. Weiterhin kann das Brennstoftzellensystem beispielsweise ein oder mehrere Brennstoftzellenmodule mit jeweils einer oder mehreren Brennstoffzellen aufweisen. Derartige Brennstoffzellenmodule werden üblicherweise als Brennstoffzellen-Stack bezeichnet. Selbstverständlich sind auch beliebige Kombinationen zwischen Einzelbrennstoffzelle(n) und Brennstoffzellenmodul(en) denkbar.More can be advantageous in the fuel cell system be provided as a fuel cell. Here is the invention not to a certain number or arrangement of fuel cells limited. For example, it is conceivable that in the fuel cell system there are several individual fuel cells. Furthermore, that can Fuel cell system, for example one or more fuel cell modules each with one or more fuel cells. such Fuel cell modules are commonly used referred to as a fuel cell stack. Of course also any combination between single fuel cell (s) and Fuel cell module (s) conceivable.

Vorteilhaft können die von der Schaltungsanordnung über die pulsförmigen Signale erzeugten Spannungspulse auf jedes Brennstoftzellenmodul, beziehungsweise jede Brennstoffzelle, unabhängig von anderen Brennstoffzellenmodulen, beziehungsweise Brennstoffzellen, aufgeprägt werden oder aufprägbar sein. Eine solche Ausgestaltung des Brennstoffzellensystems führt zu einer ganzen Reihe von Vorteilen. Wenn die Spannungspole auf die Brennstoffzelle(n) aufgeprägt werden, führt dies zwar zu einer Erhöhung des Potentials, beispielsweise des Anodenpotentials, innerhalb der Brennstoffzelle, jedoch auch zu einer Reduzierung der Brennstoffzellen-Klemmspannung. Wenn nun alle Brennstoffzellen des Brennstoffzellensystems gleichzeitig mit Spannungspulsen beaufschlagt würden, könnte dies zu jeweils kurzzeitigen Totalausfällen des Brennstoffzellensystems führen. Wenn Brennstoffzellen zum Antrieb elektrischer Verbraucher, beispielsweise zum Antrieb von Elektromotoren in einem Automobil verwendet werden, wäre ein solcher, wenn auch nur kurzzeitiger, Totalausfall des Brennstoffzellensystems, oder aber auch nur eine kurzzeitige erhebliche Leistungseinbuße des Brennstoffzellensystems unter Umständen von Nachteil.Those of the circuit arrangement can advantageously be via the pulsed Signals generated voltage pulses on each fuel cell module, respectively any fuel cell regardless of other fuel cell modules, or fuel cells, imprinted become or stampable his. Such a configuration of the fuel cell system leads to a whole range of advantages. If the voltage poles on the fuel cell (s) imprinted be leads this does increase the potential, for example the anode potential, within the Fuel cell, but also to reduce the fuel cell clamping voltage. If now all fuel cells of the fuel cell system at the same time If voltage pulses were applied, this could occur for a short time total loss of the fuel cell system. If fuel cells to drive electrical consumers, for example used to drive electric motors in an automobile, would be a such, even if only briefly, total failure of the fuel cell system, or even a brief, significant loss in performance of the fuel cell system in certain circumstances disadvantageous.

Wenn nun die einzelnen Brennstoffzellen beziehungsweise Brennstoffzellenmodule unabhängig voneinander mit Spannungspulsen beaufschlagt werden, führt dies dazu, daß solche kurzzeitigen Totalausfälle immer nur in einem kleinen Teilbereich des Brennstoffzellensystems auftreten, so daß die Leistungseinbußen des gesamten Systems minimal gehalten werden können.If the individual fuel cells or fuel cell modules are now subjected to voltage pulses independently of one another be, this leads to the fact that such short-term total failures occur only in a small part of the fuel cell system, so that the performance losses of the entire system can be kept to a minimum.

Weiterhin können in einem derartig ausgebildeten Brennstoffzellensystem immer solche Brennstoftzellenmodule, die gerade nicht mit Spannungspulsen beaufschlagt werden, dazu verwendet werden, um elektrische Energie zur Erzeugung von Spannungspulsen für solche Brennstoftzellenmodule beziehungsweise Brennstoffzellen bereitzustellen, denen entsprechende Spannungspulse zur Entgiftung aufgeprägt werden sollen.Furthermore, trained in such a way Fuel cell system always such fuel cell modules that voltage pulses are not currently being used are used to generate electrical energy to generate voltage pulses for such To provide fuel cell modules or fuel cells to which appropriate voltage pulses for detoxification are applied should.

Vorzugsweise kann/können die Brennstoffzelle(n) über das wenigstens eine Schalterelement kurzgeschlossen werden oder kurzschließbar sein. Durch den Kurzschluß der Brennstoffzelle(n) fließt darin ein hoher Strom, der insbesondere das Anodenpotential der Brennstoffzelle(n) in einer Weise verschiebt, daß die die Katalysatorplätze blockierenden schädliche Bestandteile, beispielsweise Kohlenmonoxid oder dergleichen, mittels Oxidation entfernt werden können. Wenn die Brennstoffzelle(n) auf solch eine Weise entgiftet werden soll/sollen, ist es vorteilhaft, wenn im Brennstoffzellensystem eine größere Anzahl von Brennstoffzellen vorhanden ist, beispielsweise mehr als zehn Brennstoffzellen, die zu einem oder mehreren Brennstoffzellen-Stack zusammengefaßt sind.Preferably, the Fuel cell (s) over the at least one switch element is short-circuited or short-circuited his. By shorting the Fuel cell (s) flow in it a high current, which in particular the anode potential of the fuel cell (s) shifts in such a way that the the catalyst places blocking harmful Components, for example carbon monoxide or the like, by means of Oxidation can be removed. If the fuel cell (s) are detoxified in such a way should / should, it is advantageous if in the fuel cell system A larger number of fuel cells is present, for example more than ten Fuel cells leading to one or more fuel cell stack summarized are.

In weiterer Ausgestaltung kann in der Schaltungsanordnung wenigstens eine Spannungsquelle vorgesehen sein. Bei dieser Ausführungsform wird/werden die Brennstoffzelle(n) über die Spannungsquelle währen des Pulsens (Aufprägen der Spannungspulse) aktiv kurzgeschlossen.In a further embodiment, in the circuit arrangement is provided at least one voltage source his. In this embodiment, will the fuel cell (s) over while the voltage source the pulse (stamping of the voltage pulses) actively short-circuited.

Bei der Spannungsquelle kann es sich beispielsweise um einen Akkumulator, eine Batterie, beispielsweise eine Fahrzeugbatterie, eine Brennstoffzelle oder um eine andere Spannungsquelle handeln.The voltage source can be for example an accumulator, a battery, for example a vehicle battery, a fuel cell, or any other Act voltage source.

Wenn das Schalterelement mittels der pulsförmigen Signale geschlossen ist, fließt ein sehr großer Strom, wenn Spannungsquelle(n) und Brennstoffzelle(n) in Serie geschaltet sind und dadurch die Spannung erhöht wird. Dies bewirkt eine schnelle und vollständige Entgiftung der Brennstoffzelle(n). Bei Einsatz einer derartigen Spannungsquelle ist es vorteilhaft, wenn im Brennstoftzellensystem nur eine geringe Anzahl von Brennstoffzellen, vorteilhaft weniger als zehn Brennstoffzellen, insbesondere nur eine einzige Brennstoffzelle vorhanden ist.If the switch element by means of the pulse-shaped Signals is closed, flows a very big one Current when voltage source (s) and fuel cell (s) are connected in series are and thereby the tension is increased. This causes one fast and complete Detoxification of the fuel cell (s). When using such a Voltage source, it is advantageous if in the fuel cell system only a small number of fuel cells, advantageously fewer than ten fuel cells, especially just one fuel cell is available.

Vorzugsweise kann eine Spannungsquelle vorgesehen sein, die zum Nachladen der wenigstens einen Kapazität ausgebildet ist. Bei dieser Ausführungsform wird zunächst, beispielsweise über die entsprechende Spannungsquelle, die Kapazität geladen. Während des Pulsens wird die Kapazität dann über die Brennstoffzelle(n) entladen, wodurch diese mit dem zuvor beschriebenen vorteilhaften Effekt kurzgeschlossen wird/werden. Die Spannungsquelle kann wiederum in der weiter oben beschriebenen Weise ausgebildet sein. Vorteilhaft wird die Kapazität zwischen zwei Pulsvorgängen von der Spannungsquelle wieder aufgeladen.A voltage source can preferably be provided be designed to reload the at least one capacitance is. In this embodiment first, for example about the corresponding voltage source, the capacity loaded. During the Pulsing becomes the capacity then over discharge the fuel cell (s), causing them to operate as previously described advantageous effect is / are short-circuited. The voltage source can again in the manner described above. The capacity between two pulse processes recharged from the voltage source.

Vorzugsweise können in der Schaltungsanordnung zwei oder mehr Schalterelemente vorgesehen sein. Dabei können die Schalterelemente vorteilhaft unabhängig voneinander mit pulsförmigen Signalen beaufschlagt werden. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Schalterelemente im Gegentakt geschaltet werden oder schaltbar sind. Auf diese Weise kann die Schaltungsanordnung kontinuierlich jeweils zwischen zwei Zuständen hin und hergeschaltet werden.Preferably in the circuit arrangement two or more switch elements may be provided. The Switch elements advantageously independently of one another with pulse-shaped signals be charged. It is particularly advantageous if the switch elements be switched in push-pull or are switchable. That way the circuit arrangement continuously between two states and be switched on.

Vorteilhaft kann die Schaltungsanordnung eine erste Masche aufweisen, in der die wenigstens eine Kapazität, die wenigstens eine Brennstoffzelle und ein erstes Schalterelement verschaltet sind.The circuit arrangement can advantageously be a have first mesh in which the at least one capacity, the at least interconnected a fuel cell and a first switch element are.

In weiterer Ausgestaltung kann die Schaltungsanordnung eine zweite Masche aufweisen, in der die wenigstens eine Kapazität, die Spannungsquelle und das zweites Schalterelement verschaltet sind.In a further embodiment, the Circuit arrangement have a second mesh in which the at least a capacity the voltage source and the second switch element are connected.

Über die Schaltung der Schalterelemente kann für die wenigstens eine Kapazität entweder ein Ladekreis oder ein Entladekreis erzeugt wird. Auf diese Weise kann die Schaltungsanordnung zwischen zwei Zuständen hin und hergeschaltet werden. Im ersten Zustand (Ladekreis) wird die Kapazität über die Spannungsquelle geladen. Im zweiten Zustand (Entladekreis) werden die Schalterelemente derart geschaltet, daß die Brennstoffzelle über die Kapazität kurzgeschlossen wird. Dadurch wird ein sehr hoher Strom erzeugt, der zu einer Entgiftung der Brennstoffzelle(n) führt, in dem schädliche Bestandteile, etwa Kohlenmonoxid oder dergleichen, die sich auf dem Katalysator befinden, mittels Oxidation entfernt werden.about the switching of the switch elements can either for the at least one capacitance a charging circuit or an discharging circuit is generated. In this way can switch the circuit arrangement between two states back and forth become. In the first state (charging circuit) the capacity is over Power source charged. In the second state (discharge circuit) the switch elements switched such that the fuel cell over the Capacity shorted becomes. This creates a very high current, leading to detoxification the fuel cell (s) leads, in the harmful Components, such as carbon monoxide or the like, which are on the Catalyst are located, are removed by oxidation.

Vorzugsweise kann das wenigstens eine Schalterelement als Transistor und/oder als IGCT ausgebildet sein. Transistoren lassen sich über die Spannungspulse auf besonders einfache Weise zwischen einem leitenden Zustand (geschlossener Schalter) und einem sperrenden Zustand (geöffneter Schalter) hin und herschalten. Die Transistoren sind vorzugsweise als MOSFET-Transistoren, IGBT's (Isolated Gate Bipolar Transistor) oder dergleichen ausgebildet. Bei einem IGCT handelt es sich um einen „Integrated Gate Commutated Turn-Oft Tyristor".Preferably at least a switch element designed as a transistor and / or as an IGCT his. Transistors can be over the voltage pulses in a particularly simple way between a conductive State (closed switch) and a blocking state (open switch) switch back and forth. The transistors are preferably MOSFET transistors, IGBT's (Isolated Gate bipolar transistor) or the like. At a IGCT is an “Integrated Gate Commutated Turn-Often Tyristor ".

In weiterer Ausgestaltung kann/können die Brennstoftzelle(n) weiterhin in einem Verbraucherkreis mit wenigstens einem Verbraucher geschaltet sein. Bei dem Verbraucher handelt es sich um dasjenige Bauteil, das mit der Brennstoffzelle betrieben wird. Beispielsweise kann der Verbraucher als elektrischer Antrieb für ein Fahrzeug (Elektromotor), als elektrische Komponente in einem Fahrzeug oder dergleichen ausgebildet sein. Elektrische Komponenten sind beispielsweise Pumpen, Radios, elektrische Fensterheber und dergleichen. Selbstverständlich kann der Verbraucher auch auf jede andere Art und Weise ausgebildet sein. Ebenso ist die Erfindung nicht auf den Einsatz von Brennstoffzellen in Fahrzeugen beschränkt.In a further embodiment, the fuel cell (s) can also be connected in a consumer circuit with at least one consumer. The consumer is the component that is operated with the fuel cell. For example, the consumer can be designed as an electrical drive for a vehicle (electric motor), as an electrical component in a vehicle or the like. Electrical components are, for example, pumps, radios, electrical Window regulators and the like. Of course, the consumer can also be trained in any other way. The invention is also not restricted to the use of fuel cells in vehicles.

Zusätzlich kann in dem Verbraucherkreis noch ein weiteres Schalterelement vorgesehen sein. Dieses kann beispielsweise wie weiter oben beschrieben ausgebildet sein. Das zusätzliche Schalterelement ist vorzugsweise derart geschaltet, daß es geöffnet ist, wenn das Schalterelement in der Schaltungsanordnung über die pulsförmigen Signale geschlossen ist.In addition, in the consumer group another switch element may be provided. This can, for example be designed as described above. The additional Switch element is preferably switched such that it is open, if the switch element in the circuit arrangement over the pulsed Signals is closed.

Grundsätzlich kann mit der vorliegenden Erfindung jede Form von Stoffen vom Katalysator einer Brennstoffzelle entfernt werden, die auf elektrochemische Weise oxidierbar sind. Deshalb ist die Erfindung nicht auf bestimmte Stoffe beschränkt. Nachfolgend werden einige nicht ausschließliche Beispiele für Stoffe beschrieben, die mit Hilfe des erfindungsgemäßen Brennstoffzellensystems vom Anodenkatalysator einer Brennstoffzelle entfernt werden können.Basically, with the present Invention any form of substances from the catalyst of a fuel cell are removed, which can be oxidized in an electrochemical manner. Therefore, the invention is not limited to certain substances. following some become non-exclusive examples for Substances described using the fuel cell system according to the invention can be removed from the anode catalyst of a fuel cell.

Vorteilhaft kann mittels der Schaltungsanordnung zum Erzeugen von Spannungspulsen und zum Aufprägen der Spannungspulse auf die Brennstoffzelle als elektrochemisch oxidierbarer Stoff Kohlenmonoxid oxidiert werden oder oxidierbar sein.Can advantageously be by means of the circuit arrangement for generating voltage pulses and for impressing the voltage pulses the fuel cell as an electrochemically oxidizable substance carbon monoxide be oxidized or be oxidizable.

In weiterer Ausgestaltung können mittels der Schaltungsanordnung zum Erzeugen von Spannungspulsen und zum Aufprägen der Spannungspulse auf die Brennstoffzelle als elektrochemisch oxidierbare Stoffe schwefelhaltige Stoffe und/oder Verbindungen oxidiert werden oder oxidierbar sein.In a further embodiment, means the circuit arrangement for generating voltage pulses and impress of the voltage pulses on the fuel cell as electrochemically oxidizable Substances containing sulfur and / or compounds are oxidized or be oxidizable.

In weiterer Ausgestaltung ist es auch möglich, daß mittels der Schaltungsanordnung zum Erzeugen von Spannungspulsen und zum Aufprägen der Spannungspulse auf die Brennstoffzelle als elektrochemisch oxidierbare Stoffe stickstoffhaltige Stoffe, beispielsweise Ammoniak oder dergleichen, und/oder Verbindungen oxidiert werden können.In a further embodiment, it is also possible, that by means of the circuit arrangement for generating voltage pulses and Imprinting the Voltage pulses on the fuel cell as electrochemically oxidizable Substances containing nitrogen, for example ammonia or the like, and / or Compounds can be oxidized.

Vorteilhaft können weiterhin Mittel zum Temperieren zumindest einzelner Komponenten der Schaltungsanordnung vorgesehen sein. Je nach Komponente und Betriebszustand des Brennstoffzellensystems kann es erforderlich sein, zumindest einzelne Komponenten der Schaltungsanordnung zu erwärmen beziehungsweise zu kühlen. Dies kann über entsprechend ausgestaltete Mittel zum Temperieren realisiert werden, wobei die Erfindung nicht auf bestimmte Mittel beschränkt ist. Grundsätzlich ist jede Art von Kühleinrichtung beziehungsweise Heizeinrichtung möglich. Um den konstruktiven Aufwand sowie den Energieverbrauch des Brennstoffzellensystems so gering wie möglich zu halten, können die Mittel zum Temperieren vorzugsweise Bestandteile zum Betrieb der Brennstoffzelle sein oder aber auf solche Bestandteile zurückgreifen. Dies soll an Hand zweier nicht ausschließlicher Beispiele verdeutlicht werden. Beispielsweise ist es möglich, zumindest einzelne Komponenten der Schaltungsanordnung über eine Kühleinrichtung der Brennstoffzelle mit zu kühlen. Wenn die Komponenten der Schaltungsanordnung beispielsweise erwärmt werden sollen, kann dies vorteilhaft über die Abwärme der Brennstoffzelle realisiert werden. Die Umschaltung zwischen Erwärmung und Kühlung beziehungsweise die Regelung der einzelnen Temperiervorgänge kann mit Hilfe einer intelligenten Regelung (Regeleinrichtung) erfolgen. Zu diesem Zweck verfügt die intelligente Regelung vorteilhaft über geeignete Programmittel beziehungsweise Software.Means for tempering can also be advantageous at least individual components of the circuit arrangement are provided his. Depending on the component and operating state of the fuel cell system it may be necessary to at least individual components of the circuit arrangement to warm up or to cool. This can be done over accordingly designed means for tempering can be realized, the Invention is not limited to certain means. Basically is any kind of cooling device or heating device possible. To the constructive Effort and the energy consumption of the fuel cell system so as low as possible can keep the means for tempering preferably components for operation be the fuel cell or use such components. This should be illustrated using two non-exclusive examples become. For example, it is possible at least individual components of the circuit arrangement via a cooling device to cool the fuel cell. If the components of the circuit arrangement are heated, for example should, this can be advantageous the waste heat the fuel cell can be realized. Switching between Warming and cooling or the regulation of the individual temperature control processes with the help of an intelligent control (control device). Decreed for this purpose the intelligent control advantageous through suitable program resources or software.

In weiterer Ausgestaltung kann eine Regeleinrichtung zum Regeln zumindest einzelner Komponenten der Schaltungsanordnung und/oder zum Regeln der wenigstens einen Brennstoffzelle und/oder zum Regeln der Mittel zum Temperieren vorgesehen sein. Bei der Regeleinrichtung handelt es sich vorteilhaft um eine Art Steuereinrichtung, die ganz besonders bevorzugt als zentrale Steuereinrichtung des Brennstoffzellensystems ausgebildet sein kann. Eine solche Steuereinrichtung verfügt vorteilhaft über wenigstens eine Rechnereinheit, in der geeignete Programmittel beziehungsweise Software abgelegt sind, um die einzelnen Regelschritte durchzuführen und/oder zu überwachen.In a further embodiment, a Control device for controlling at least individual components of the Circuit arrangement and / or for regulating the at least one fuel cell and / or for regulating the means for tempering. The control device is advantageously a type Control device, which is particularly preferred as a central control device of the fuel cell system can be formed. Such a control device has advantageous over at least one computer unit in which suitable program means or Software are stored in order to carry out the individual control steps and / or to monitor.

Vorteilhaft kann die Regeleinrichtung zur Regelung von Pulsparametern der im Pulsgenerator erzeugten pulsförmigen Signale ausgebildet sein. Über eine solche Regelung, die bevorzugt wiederum intelligent erfolgt, können die Pulsparameter, insbesondere Pulsweite, Pulsfrequenz, Pulsamplitude, Pulsdauer und dergleichen variiert und auf die entsprechenden Anforderungen und Betriebszustände des Brennstoffzellensystems angepaßt und eingestellt werden.The control device can be advantageous for regulating pulse parameters of the pulse-shaped signals generated in the pulse generator be trained. Over a such regulation, which in turn is preferably carried out intelligently, can Pulse parameters, in particular pulse width, pulse frequency, pulse amplitude, Pulse duration and the like varies and depends on the corresponding requirements and operating states the fuel cell system can be adjusted and adjusted.

Vorteilhaft kann ein wie vorstehend beschriebenes Brennstoffzellensystem in einem oder für ein Fahrzeug verwendet werden. Auf Grund der rasanten Entwicklung der Brennstoffzellentechnologie im Fahrzeugsektor bietet eine solche Verwendung zur Zeit die größten Einsatzmöglichkeiten. Dennoch sind auch andere Einsatzmöglichkeiten denkbar. Zu nennen sind hier beispielsweise Brennstoffzellen für mobile Geräte wie Computer, Mobiltelefone, elektrische Geräte und dergleichen bis hin zu Kraftwerksanlagen. Hier eignet sich die Brennstoffzellentechnologie besonders für die dezentrale Energieversorgung von Häusern, Industrieanlagen oder dergleichen.One can advantageously be as above described fuel cell system in or for a vehicle be used. Because of the rapid development of fuel cell technology In the vehicle sector, such use currently offers the greatest possible uses. However, other possible uses are also conceivable. To call here are, for example, fuel cells for mobile devices such as computers, Mobile phones, electrical devices and the like up to power plants. Here is the Fuel cell technology especially for decentralized energy supply of houses, Industrial plants or the like.

Die Erfindung wird nun auf exemplarische Weise an Hand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:The invention will now be exemplified based on exemplary embodiments explained in more detail with reference to the accompanying drawing. Show it:

1 in schematischer Form eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Brennstoffzellensystems; 1 in schematic form a first embodiment of the fuel cell system according to the invention;

2 in schematischer Form eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Brennstoffzellensystems; und 2 in schematic form a second embodiment of the fuel cell system according to the invention; and

3 in schematischer Form eine dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Brennstoffzellensystems. 3 in schematic form, a third embodiment of the fuel cell according to the invention cell system.

Baugleiche Bauelemente in allen Ausführungsformen sind dabei mit identischen Bezugsziffern versehen.Identical components in all embodiments are provided with identical reference numbers.

Das Brennstoffzellensystem 10 gemäß 1 weist zunächst wenigstens eine Brennstoffzelle 11 auf. Hierbei kann das Brennstoffzellensystem 10 entweder eine oder mehrere Brennstoffzellen 11, beispielsweise einen Brennstoffzellen-Stack aufweisen. Im Ausführungsbeispiel gemäß 1 sind vorteilhaft mehrere Brennstoffzellen 11, bevorzugt mehr als zehn Brennstoffzellen 11 vorgesehen, wobei der besseren Übersicht halber jedoch nur eine einzige Brennstoffzelle 11 dargestellt ist. Die Brennstoffzellen 11 sind in einem Verbraucherkreis 30 mit wenigsten einem Verbraucher 31 geschaltet. Der Verbraucher 31 kann ein beliebig ausgebildeter elektrischer Verbraucher sein. Weiterhin ist im Verbraucherkreis 30 noch ein Schalterelement 32 vorgesehen, beispielsweise ein Transistor.The fuel cell system 10 according to 1 initially has at least one fuel cell 11 on. Here, the fuel cell system 10 either one or more fuel cells 11 , for example, have a fuel cell stack. In the embodiment according to 1 are advantageous multiple fuel cells 11 , preferably more than ten fuel cells 11 provided, but for the sake of clarity, however, only a single fuel cell 11 is shown. The fuel cells 11 are in a consumer group 30 with at least one consumer 31 connected. The consumer 31 can be any electrical consumer. Still in the consumer circle 30 another switch element 32 provided, for example a transistor.

Das Brennstoffzellensystem 10 weist weiterhin eine Schaltungsanordnung 20 zum Erzeugen von pulsförmigen Signalen 21 und zum Aufprägen von über die pulsförmigen Signale 21 erzeugten Spannungspulse auf die Brennstoftzelle(n) 11 auf. In der Schaltungsanordnung 20 ist ein Schalterelement 22 vorgesehen, das über die pulsförmigen Signale 21 geöffnet und geschlossen wird. Im vorliegenden Fall handelt es sich bei dem Schalterelement 22 um einen Transistor, etwa einen IGBT oder dergleichen.The fuel cell system 10 also has a circuit arrangement 20 for generating pulse-shaped signals 21 and for impressing over the pulse-shaped signals 21 generated voltage pulses on the fuel cell (s) 11 on. In the circuit arrangement 20 is a switch element 22 provided that over the pulse-shaped signals 21 is opened and closed. In the present case, it is the switch element 22 a transistor, such as an IGBT or the like.

Die pulsförmigen Signale 21 werden von einem Pulsgenerator 40 erzeugt. Dabei ist der Pulsgenerator 40 derart ausgebildet, daß pulsförmige Signale 21 mit veränderlichen Parametern erzeugt werden können. Auf diese Weise wird es möglich, die Pulsparameter an die jeweils vorherrschenden, aber auch an die sich ändernden Anforderungen und Betriebszustände des Brennstoffzellensystems 10 anzupassen.The pulse-shaped signals 21 are from a pulse generator 40 generated. Here is the pulse generator 40 designed such that pulse-shaped signals 21 can be generated with variable parameters. This makes it possible to adapt the pulse parameters to the prevailing, but also to the changing requirements and operating states of the fuel cell system 10 adapt.

Darüber hinaus ist im Brennstoffzellensystem 10 eine Regeleinrichtung 50 vorgesehen, über die einzelne Komponenten des Brennstoffzellensystems 10 geregelt werden können. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Regeleinrichtung 50 über entsprechende Regelleitungen 51, 52, 53, 54, 55, die in gestrichelter Form dargestellt sind, mit dem Schalterelement 22, dem Pulsgenerator 40, der/den Brennstoffzelle(n) 11, dem Schalterelement 32 sowie mit Mitteln 60 zum Temperieren einzelner Komponenten der Schaltungsanordnung 20 verbunden.It is also in the fuel cell system 10 a control device 50 provided about the individual components of the fuel cell system 10 can be regulated. In the present embodiment, the control device 50 via appropriate control lines 51 . 52 . 53 . 54 . 55 , which are shown in dashed form, with the switch element 22 , the pulse generator 40 , the fuel cell (s) 11 , the switch element 32 as well as with funds 60 for tempering individual components of the circuit arrangement 20 connected.

Über die Mittel 60 zum Temperieren können einzelne Komponenten der Schaltungsanordnung 20 erwärmt beziehungsweise gekühlt werden. Im Ausführungsbeispiel gemäß 1 erfolgt die Kühlung beziehungsweise Erwärmung über entsprechende Kühl- beziehungsweise Heizkreisläufe für die Brennstoffzelle(n) 11, so daß die Mittel 60 zum Temperieren in geeigneter Weise mit der/den Brennstoftzelle(n) 11 verbunden sind. Beispielsweise ist es denkbar, daß eine Kühlung einzelner Komponenten der Schaltungsanordnung 20 über eine Kühleinrichtung (nicht dargestellt) für die Brennstoffzelle(n) 11 erfolgt. Zur Erwärmung einzelner Komponenten der Schaltungsanordnung 20 kann vorteilhaft die während des Betriebs der Brennstoftzelle(n) 11 in dieser/diesen entstehende Abwärme genutzt werden. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Mittel 60 zum Temperieren über entsprechende Temperierleitungen 61, 62 mit dem Schalterelement 22 sowie dem Pulsgenerator 40 verbunden, so daß diese Komponenten in geeigneter Weise gekühlt beziehungsweise erwärmt werden können. Selbstverständlich können die Mittel 60 zum Temperieren auch mit jeder anderen Komponente der Schaltungsanordnung 20 verbunden sein. Die Temperierleitungen 61, 62 sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel in Form von strichpunktierten Linien dargestellt.About the means 60 Individual components of the circuit arrangement can be used for tempering 20 be warmed or cooled. In the embodiment according to 1 the cooling or heating takes place via appropriate cooling or heating circuits for the fuel cell (s) 11 so that the means 60 for tempering in a suitable manner with the fuel cell (s) 11 are connected. For example, it is conceivable that cooling of individual components of the circuit arrangement 20 via a cooling device (not shown) for the fuel cell (s) 11 he follows. For heating individual components of the circuit arrangement 20 can advantageously be the during the operation of the fuel cell (s) 11 waste heat generated in this can be used. In the present embodiment, the means 60 for temperature control via appropriate temperature control lines 61 . 62 with the switch element 22 as well as the pulse generator 40 connected so that these components can be cooled or heated in a suitable manner. Of course, the means 60 for tempering with any other component of the circuit arrangement 20 be connected. The temperature control lines 61 . 62 are shown in the present embodiment in the form of dash-dotted lines.

Nachfolgend wird nun die Funktionsweise des Brennstoffzellensystems 10 beschrieben. Wenn das Schalterelement 22 geöffnet ist, das heißt der Transistor sperrt oder nicht leitend ist, kann/können die Brennstoffzelle(n) 11 im Betrieb, beispielsweise durch kohlenmonoxidhaltigen Brennstoff, vergiftet werden, indem sich das Kohlenmonoxid auf freien Plätzen des Anodenkatalysators der Brennstoffzelle(n) 11 anlagert und diese freien Plätze blockiert. Um das schädliche Kohlenmonoxid durch Oxidation vom Anodenkatalysator entfernen zu können, was auch als Entgiften der Brennstoftzelle(n) 11 bezeichnet wird, müssen der/den Anode(n) der Brennstoffzelle(n) 11 Spannungspulse aufgeprägt werden, damit das Anodenpotential bis auf einen bestimmten Wert verschoben wird, bei dem eine Oxidation des Kohlenmonoxids stattfinden kann.The functioning of the fuel cell system is now described below 10 described. If the switch element 22 is open, i.e. the transistor blocks or is not conductive, the fuel cell (s) can 11 be poisoned during operation, for example by carbon monoxide-containing fuel, in that the carbon monoxide is free in the anode catalyst of the fuel cell (s) 11 accumulates and blocks these free spaces. In order to be able to remove the harmful carbon monoxide from the anode catalyst by oxidation, which also detoxifies the fuel cell (s) 11 the anode (s) of the fuel cell (s) 11 Voltage pulses are impressed so that the anode potential is shifted to a certain value at which oxidation of the carbon monoxide can take place.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 wird dazu das Schalterelement 22 geschlossen. Das bedeutet, daß der Transistor 22 über die pulsförmigen Signale 21 leitend geschaltet wird. Dadurch wird/werden die Brennstoftzelle(n) 11 zeitweilig kurzgeschlossen. Durch den Kurzschluß können die Kohlenmonoxidablagerungen vom Anodenkatalysator entfernt werden.In the embodiment according to 1 this becomes the switch element 22 closed. That means the transistor 22 about the pulsed signals 21 is switched on. As a result, the fuel cell (s) 11 temporarily short-circuited. The short circuit can remove the carbon monoxide deposits from the anode catalyst.

Das optional vorgesehene Schalterelement 32 im Verbraucherkreis 30 kann dabei so geschaltet werden, daß dieses während des Zeitraums, in dem das Schalterelement 22 geschlossen ist (der Transistor leitend ist), geöffnet ist.The optional switch element 32 in the consumer circle 30 can be switched so that this during the period in which the switch element 22 is closed (the transistor is conductive), is open.

In 2 ist eine andere Ausführungsform eines Brennstoffzellensystems 10 dargestellt. Das Brennstoffzellensystem 10 weist einen Grundaufbau wie jenes aus 1 auf, so daß zur Vermeidung von Wiederholungen an dieser Stelle auf die Ausführungen zu 1 verwiesen wird. Zusätzlich ist in der Schaltungsanordnung 20 noch eine Spannungsquelle 24 vorgesehen, die beispielsweise als Autobatterie, Akkumulator, Brennstoffzelle und dergleichen ausgebildet sein kann. Die Spannungsquelle 24 ist derart in der Schaltungsanordnung 20 angeordnet, daß sie im Hinblick auf die Brennstoffzelle 11 entgegengesetzt gepolt ist. Die Spannungsquelle 24 kann über eine geeignete Regelleitung 56 mit der Regeleinrichtung 50 verbunden sein.In 2 is another embodiment of a fuel cell system 10 shown. The fuel cell system 10 shows a basic structure like that 1 on, so that to avoid repetition at this point 1 is referred. In addition, in the circuit arrangement 20 another voltage source 24 provided, which can be designed for example as a car battery, accumulator, fuel cell and the like. The voltage source 24 is such in the circuit arrangement 20 arranged that they with respect to the fuel cell 11 polarity is opposite. The voltage source 24 can via a suitable control line 56 with the control device 50 be connected.

Während des Betriebs des Brennstoffzellensystems 10 kann zum Zwecke der Entgiftung der Brennstoffzelle 11 zunächst wieder das Schalterelement 22 geschlossen werden. Dies geschieht dadurch, daß das als Transistor ausgebildete Schalterelement 22 über die pulsförmigen Signale 21 zunächst leitend geschaltet wird. Dadurch werden die Spannungsquelle 24 und die Brennstoffzelle 11 in Serie geschaltet, wodurch die Spannung erhöht wird und wodurch ein sehr großer Strom fließt, der in der oben beschriebenen Weise eine Entgiftung der Brennstoffzelle 11 bewirkt.During the operation of the fuel cell system 10 can be used for the purpose of detoxifying the fuel cell 11 first the switch element again 22 getting closed. This is done in that the switch element designed as a transistor 22 about the pulsed signals 21 is turned on first. This will be the voltage source 24 and the fuel cell 11 connected in series, which increases the voltage and causes a very large current to flow, which detoxifies the fuel cell in the manner described above 11 causes.

Bei einer derartigen Ausgestaltung des Brennstoffzellensystems 10 sind vorzugsweise nur sehr wenige Brennstoffzellen 11 vorgesehen, vorzugsweise weniger als zehn Brennstoffzellen, ganz besonders bevorzugt nur eine Brennstoffzelle 11.With such a configuration of the fuel cell system 10 are preferably very few fuel cells 11 provided, preferably less than ten fuel cells, very particularly preferably only one fuel cell 11 ,

In 3 ist schließlich ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Brennstoffzellensystems 10 dargestellt. Das Brennstoffzellensystem 10 weist wiederum eine oder mehrere Brennstoftzelle(n) 11 auf. Weiterhin ist eine Schaltungsanordnung 20 vorgesehen, über die Spannungspulse erzeugt und auf die Brennstoffzelle(n) 11 aufgeprägt werden können. Die Schaltungsanordnung 20 weist zwei Schalterelemente 22, 23 in Form von Transistoren auf. Weiterhin sind in der Schaltungsanordnung 20 ein Pulsgenerator 40, Mittel 60 zum Temperieren sowie eine Regeleinrichtung 50 vorgesehen, zu deren Aufbau und grundsätzlicher Funktionsweise auf die vorstehenden Ausführungen zu den Ausführungsbeispielen gemäß 1 und 2 verweisen wird.In 3 is finally another embodiment of a fuel cell system 10 shown. The fuel cell system 10 again has one or more fuel cell (s) 11 on. Furthermore, there is a circuit arrangement 20 provided, generated via the voltage pulses and applied to the fuel cell (s) 11 can be imprinted. The circuit arrangement 20 has two switch elements 22 . 23 in the form of transistors. Furthermore are in the circuit arrangement 20 a pulse generator 40 , Medium 60 for tempering and a control device 50 provided, for their structure and basic functionality on the above statements on the embodiments according to 1 and 2 will refer.

Die Schaltungsanordnung 20 weist eine erste Masche 25 auf, in der wenigstens eine Kapazität 27, beispielsweise ein sogenannter Ultrakondensator, die Brennstoftzelle(n) 11 sowie ein erstes Schalterelement 22 verschaltet sind. Alle diese Komponenten sind über entsprechende Regelleitungen 58, 53, 51 mit der Regeleinrichtung 50 verbunden. Weiterhin weist die Schaltungsanordnung 20 eine zweite Masche 26 auf, in der die wenigstens eine Kapazität 27, eine Spannungsquelle 28, beispielsweise eine wie in bezug auf 2 beschriebene Spannungsquelle, sowie das zweite Schalterelement 23 verschaltet sind. Die Spannungsquelle 28 sowie das Schalterelement 23 sind ebenfalls über Regelleitungen 57, 59 mit der Regeleinrichtung 50 verbunden. Ebenso sind auch die Mittel 60 zum Temperieren sowie der Pulsgenerator 40 über Regelleitungen 54, 52 mit der Regeleinrichtung 50 verbunden.The circuit arrangement 20 has a first stitch 25 on at least one capacity 27 , for example a so-called ultracapacitor, the fuel cell (s) 11 and a first switch element 22 are connected. All of these components are on appropriate control lines 58 . 53 . 51 with the control device 50 connected. Furthermore, the circuit arrangement has 20 a second stitch 26 on in which the at least one capacity 27 , a voltage source 28 such as one related to 2 described voltage source, and the second switch element 23 are connected. The voltage source 28 as well as the switch element 23 are also on control lines 57 . 59 with the control device 50 connected. So are the means 60 for tempering and the pulse generator 40 via control lines 54 . 52 with the control device 50 connected.

Beide Schalterelemente 22, 23 können über die pulsförmigen Signale 21 unabhängig voneinander geschaltet werden. Dabei sieht die Schaltung der Schalterelemente 22, 23 vor, daß die beiden Maschen 25, 26 entweder als Ladekreis oder als Entladekreis für die Kapazität 27 fungieren.Both switch elements 22 . 23 can on the pulse-shaped signals 21 can be switched independently. The circuit of the switch elements sees 22 . 23 before that the two stitches 25 . 26 either as a charging circuit or as an unloading circuit for the capacity 27 act.

Nachfolgend wird nun die Funktionsweise des Brennstoffzellensystems 10 gemäß 3 beschrieben.The functioning of the fuel cell system is now described below 10 according to 3 described.

Im ersten Zustand der Schaltungsanordnung 20 ist das Schalterelement 22 geöffnet und das Schalterelement 23 geschlossen (Transistor 22 sperrt und Transistor 23 ist leitend geschaltet). Die Kapazität 27 wird über die Spannungsquelle 28 geladen.In the first state of the circuit arrangement 20 is the switch element 22 opened and the switch element 23 closed (transistor 22 locks and transistor 23 is switched on). The capacity 27 is about the voltage source 28 loaded.

Im zweiten Zustand der Schaltungsanordnung 20 wird die Brennstoffzelle 11 kurzgeschlossen, indem das Schalterelement 22 geschlossen (Transistor 22 ist leitend) und das Schalterelement 23 geöffnet (Transistor 23 ist gesperrt) wird. Dabei ist vorteilhaft der „+"-Pol der Kapazität 27 mit dem „–"-Pol der Brennstoffzelle 11 verbunden. Der „–"-Pol der Kapazität 27 ist mit dem „+"-Pol der Brennstoffzelle 11 verbunden. Dadurch fließt durch die Brennstoffzelle 11 ein sehr hoher Strom, der in der weiter oben bereits beschriebenen Weise eine Entgiftung der Brennstoffzelle 11 bewirkt.In the second state of the circuit arrangement 20 becomes the fuel cell 11 shorted by the switch element 22 closed (transistor 22 is conductive) and the switch element 23 open (transistor 23 is blocked). The "+" pole of the capacitance is advantageous 27 with the "-" pole of the fuel cell 11 connected. The "-" pole of capacity 27 is with the "+" pole of the fuel cell 11 connected. As a result, flows through the fuel cell 11 a very high current, which detoxifies the fuel cell in the manner already described above 11 causes.

Über die pulsförmigen Signale 21 werden die Schalterelemente 22, 23 vorteilhaft im „Gegentakt" geschaltet, um abwechselnd die beiden zuvor beschriebenen Zustände der Schaltungsanordnung 20 zu erreichen.About the pulsed signals 21 become the switch elements 22 . 23 advantageously switched in "push-pull" mode in order to alternate the two previously described states of the circuit arrangement 20 to reach.

1010
BrennstoffzellensystemThe fuel cell system
1111
Brennstoffzellefuel cell
2020
Schalteranordnung zum Erzeugen und Aufprägen von Spannungspulsenswitch arrangement for creating and stamping of voltage pulses
2121
pulsförmiges Signalpulse-shaped signal
2222
Schalterelement (Transistor)switching element (Transistor)
2323
Schalterelement (Transistor)switching element (Transistor)
2424
Spannungsquellevoltage source
2525
erste Maschefirst mesh
2626
zweite Maschesecond mesh
2727
Kapazitätcapacity
2828
Spannungsquellevoltage source
3030
Verbraucherkreisconsumer circuit
3131
Verbraucherconsumer
3232
Schalterelementswitching element
4040
Pulsgeneratorpulse generator
5050
Regeleinrichtungcontrol device
5151
Regelleitungcontrol line
5252
Regelleitungcontrol line
5353
Regelleitungcontrol line
5454
Regelleitungcontrol line
5555
Regelleitungcontrol line
5656
Regelleitungcontrol line
5757
Regelleitungcontrol line
5858
Regelleitungcontrol line
5959
Regelleitungcontrol line
6060
Mittel zum Temperierenmedium for tempering
6161
Temperierleitungtemperature control line
6262
Temperierleitungtemperature control line

Claims (21)

Brennstoffzellensystem, mit wenigstens einer Brennstoffzelle (11), wobei die Brennstoffzelle (11) eine Anoden-Elektrolyt-Kathoden-Einheit sowie einen Anodenkatalysator aufweist, und mit einer Schaltungsanordnung (20) zum Erzeugen von Spannungspulsen und zum Aufprägen der Spannungspulse auf die Brennstoffzelle (11), dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsanordnung (20) einen Pulsgenerator (40) zum Erzeugen von veränderlichen pulsförmigen Signalen (21) aufweist, daß die Schaltungsanordnung (20) wenigstens ein Schalterelement (22, 23) aufweist, das durch die pulsförmigen Signale (21) geöffnet und geschlossen wird und daß über die pulsförmigen Signale (21) Spannungspulse erzeugt werden, mittels derer elektrochemisch oxidierbare Stoffe auf der Anode oxidiert werden oder oxidierbar sind.Fuel cell system, with at least one Fuel cell ( 11 ), the fuel cell ( 11 ) has an anode-electrolyte-cathode unit and an anode catalyst, and with a circuit arrangement ( 20 ) for generating voltage pulses and for impressing the voltage pulses on the fuel cell ( 11 ), characterized in that the circuit arrangement ( 20 ) a pulse generator ( 40 ) for generating variable pulse-shaped signals ( 21 ) has that the circuit arrangement ( 20 ) at least one switch element ( 22 . 23 ) which is characterized by the pulse-shaped signals ( 21 ) is opened and closed and that the pulse-shaped signals ( 21 ) Voltage pulses are generated, by means of which electrochemically oxidizable substances are oxidized or can be oxidized on the anode. Brennstoffzellensystem, mit wenigstens einer Brennstoffzelle (11), wobei die Brennstoffzelle (11) eine Anoden-Elektrolyt-Kathoden-Einheit sowie einen Anodenkatalysator aufweist, und mit einer Schaltungsanordnung (20) zum Erzeugen von Spannungspulsen und zum Aufprägen der Spannungspulse auf die Brennstoffzelle (11), dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsanordnung (20) wenigstens ein Schalterelement (22, 23) aufweist, das zur Erzeugung der Spannungspulse geöffnet und geschlossen wird und daß die Schaltungsanordnung (20) wenigstens eine Kapazität (27) aufweist, über die die Spannungspulse erzeugt werden, mittels derer elektrochemisch oxidierbare Stoffe auf der Anode oxidiert werden oder oxidierbar sind.Fuel cell system, with at least one fuel cell ( 11 ), the fuel cell ( 11 ) has an anode-electrolyte-cathode unit and an anode catalyst, and with a circuit arrangement ( 20 ) for generating voltage pulses and for impressing the voltage pulses on the fuel cell ( 11 ), characterized in that the circuit arrangement ( 20 ) at least one switch element ( 22 . 23 ) that is opened and closed to generate the voltage pulses and that the circuit arrangement ( 20 ) at least one capacity ( 27 ), via which the voltage pulses are generated, by means of which electrochemically oxidizable substances are oxidized or can be oxidized on the anode. Brennstoffzellensystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsanordnung (20) einen Pulsgenerator (40) zum Erzeugen von veränderlichen pulsförmigen Signalen (21) aufweist und daß das Schalterelement (22, 23) zur Erzeugung von Spannungspulsen über die pulsförmigen Signale (21) geöffnet und geschlossen wird.Fuel cell system according to claim 2, characterized in that the circuit arrangement ( 20 ) a pulse generator ( 40 ) for generating variable pulse-shaped signals ( 21 ) and that the switch element ( 22 . 23 ) to generate voltage pulses via the pulse-shaped signals ( 21 ) is opened and closed. Brennstoftzellensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mehr als eine Brennstoffzelle (11) vorgesehen ist.Fuel cell system according to one of Claims 1 to 3, characterized in that more than one fuel cell ( 11 ) is provided. Brennstoftzellensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennstoffzelle(n) (11) über das wenigstens eine Schalterelement (22, 23) kurzgeschlossen wird oder kurzschließbar ist/sind.Fuel cell system according to one of claims 1 to 4, characterized in that the fuel cell (s) ( 11 ) via the at least one switch element ( 22 . 23 ) is short-circuited or can be short-circuited. Brennstoffzellensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der Schaltungsanordnung (20) wenigstens eine Spannungsquelle (24; 28) vorgesehen ist.Fuel cell system according to one of claims 1 to 5, characterized in that in the circuit arrangement ( 20 ) at least one voltage source ( 24 ; 28 ) is provided. Brennstoffzellensystem nach Anspruch 6, soweit auf einen der Ansprüche 2 bis 5 rückbezogen, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine Spannungsquelle (28) zum Nachladen der wenigstens einen Kapazität (27) ausgebildet ist.Fuel cell system according to Claim 6, insofar as it relates to one of Claims 2 to 5, characterized in that the at least one voltage source ( 28 ) for reloading the at least one capacity ( 27 ) is trained. Brennstoffzellensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in der Schaltungsanordnung (20) zwei oder mehr Schalterelemente (22, 23) vorgesehen sind.Fuel cell system according to one of claims 1 to 7, characterized in that in the circuit arrangement ( 20 ) two or more switch elements ( 22 . 23 ) are provided. Brennstoffzellensystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalterelemente (22, 23) unabhängig voneinander mit pulsförmigen Signalen (21) beaufschlagt werden oder werden können.Fuel cell system according to claim 8, characterized in that the switch elements ( 22 . 23 ) independently of one another with pulse-shaped signals ( 21 ) can be or can be applied. Brennstoffzellensystem nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalterelemente (22, 23) im Gegentakt geschaltet werden oder schaltbar sind.Fuel cell system according to claim 8 or 9, characterized in that the switch elements ( 22 . 23 ) can be switched in push-pull mode or can be switched. Brennstoffzellensystem nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsanordnung (20) eine erste Masche (25) aufweist, in der die wenigstens eine Kapazität (27), die wenigstens eine Brennstoffzelle (11) und ein erstes Schalterelement (22) verschaltet sind.Fuel cell system according to one of claims 2 to 10, characterized in that the circuit arrangement ( 20 ) a first stitch ( 25 ) in which the at least one capacitance ( 27 ) that have at least one fuel cell ( 11 ) and a first switch element ( 22 ) are connected. Brennstoffzellensystem nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsanordnung (20) eine zweite Masche (26) aufweist, in der die wenigstens eine Kapazität (27), eine Spannungsquelle (28) und ein zweites Schalterelement (23) verschaltet sind.Fuel cell system according to one of claims 2 to 11, characterized in that the circuit arrangement ( 20 ) a second stitch ( 26 ) in which the at least one capacitance ( 27 ), a voltage source ( 28 ) and a second switch element ( 23 ) are connected. Brennstoffzellensystem nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß über die Schaltung der Schalterelemente (22, 23) ein Ladekreis oder ein Entladekreis für die wenigstens eine Kapazität (27) erzeugt wird.Fuel cell system according to one of Claims 8 to 12, characterized in that the switching elements ( 22 . 23 ) a charging circuit or an discharging circuit for the at least one capacity ( 27 ) is produced. Brennstoffzellensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das wenigstens eine Schalterelement (22, 23) als Transistor und/oder als IGCT ausgebildet ist.Fuel cell system according to one of claims 1 to 13, characterized in that the at least one switch element ( 22 . 23 ) is designed as a transistor and / or as an IGCT. Brennstoftzellensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennstoftzelle(n) (11) weiterhin in einem Verbraucherkreis (30) mit wenigstens einem Verbraucher (31) geschaltet ist/sind.Fuel cell system according to one of claims 1 to 14, characterized in that the fuel cell (s) ( 11 ) still in a consumer group ( 30 ) with at least one consumer ( 31 ) is / are switched. Brennstoffzellensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß mittels der Schaltungsanordnung (20) zum Erzeugen von Spannungspulsen und zum Aufprägen der Spannungspulse auf die Brennstoffzelle (11) als elektrochemisch oxidierbarer Stoff Kohlenmonoxid oxidiert wird oder oxidierbar ist.Fuel cell system according to one of claims 1 to 15, characterized in that by means of the circuit arrangement ( 20 ) for generating voltage pulses and for impressing the voltage pulses on the fuel cell ( 11 ) carbon monoxide is oxidized as an electrochemically oxidizable substance or is oxidizable. Brennstoffzellensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß mittels der Schaltungsanordnung (20) zum Erzeugen von Spannungspulsen und zum Aufprägen der Spannungspulse auf die Brennstoffzelle (11) als elektrochemisch oxidierbare Stoffe schwefelhaltige Stoffe und/oder Verbindungen oxidiert werden oder oxidierbar sind.Fuel cell system according to one of claims 1 to 16, characterized in that by means of the circuit arrangement ( 20 ) for generating voltage pulses and for impressing the voltage pulses on the fuel cell ( 11 ) as electro chemically oxidizable substances, sulfur-containing substances and / or compounds are oxidized or are oxidizable. Brennstoffzellensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß mittels der Schaltungsanordnung (20) zum Erzeugen von Spannungspulsen und zum Aufprägen der Spannungspulse auf die Brennstoffzelle (11) als elektrochemisch oxidierbare Stoffe stickstoffhaltige Stoffe und/oder Verbindungen oxidiert werden oder oxidierbar sind.Fuel cell system according to one of claims 1 to 17, characterized in that by means of the circuit arrangement ( 20 ) for generating voltage pulses and for impressing the voltage pulses on the fuel cell ( 11 ) nitrogen-containing substances and / or compounds are oxidized or are oxidizable as electrochemically oxidizable substances. Brennstoffzellensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (60) zum Temperieren zumindest einzelner Komponenten der Schaltungsanordnung (20) vorgesehen sind.Fuel cell system according to one of claims 1 to 18, characterized in that means ( 60 ) for tempering at least individual components of the circuit arrangement ( 20 ) are provided. sBrennstoffzellensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß eine Regeleinrichtung (50) zum Regeln zumindest einzelner Komponenten der Schaltungsanordnung (20) und/oder zum Regeln der wenigstens einen Brennstoffzelle (11) und/oder zum Regeln der Mittel (60) zum Temperieren vorgesehen ist.Fuel cell system according to one of claims 1 to 19, characterized in that a control device ( 50 ) for regulating at least individual components of the circuit arrangement ( 20 ) and / or for regulating the at least one fuel cell ( 11 ) and / or to regulate the means ( 60 ) is provided for tempering. Brennstoffzellensystem nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtung (50) zur Regelung von Pulsparametern der im Pulsgenerator (40) erzeugten pulsförmigen Signale (21) ausgebildet ist.Fuel cell system according to claim 20, characterized in that the control device ( 50 ) for controlling pulse parameters in the pulse generator ( 40 ) generated pulse-shaped signals ( 21 ) is trained.
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