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1. WO2020102841 - BRENNSTOFFZELLENSYSTEM UND VERFAHREN ZUM TEMPERIEREN EINES BRENNSTOFFZELLENSYSTEMS

Veröffentlichungsnummer WO/2020/102841
Veröffentlichungsdatum 28.05.2020
Internationales Aktenzeichen PCT/AT2019/060396
Internationales Anmeldedatum 21.11.2019
IPC
H01M 8/04014 2016.01
HElektrotechnik
01Grundlegende elektrische Bauteile
MVerfahren oder Mittel, z.B. Batterien, für die direkte Umwandlung von chemischer in elektrische Energie
8Brennstoffelemente; Herstellung derselben
04Zusätzliche Anordnungen, z.B. zur Steuerung des Drucks oder für die Zirkulation von Fluiden
04007Wärmeaustausch betreffend
04014Wärmeaustausch unter Verwendung gasförmiger Fluide; Wärmeaustausch durch Verbrennung von Reaktanden
H01M 8/0432 2016.01
HElektrotechnik
01Grundlegende elektrische Bauteile
MVerfahren oder Mittel, z.B. Batterien, für die direkte Umwandlung von chemischer in elektrische Energie
8Brennstoffelemente; Herstellung derselben
04Zusätzliche Anordnungen, z.B. zur Steuerung des Drucks oder für die Zirkulation von Fluiden
04298Verfahren zum Überwachen von Brennstoffzellen oder Brennstoffzellensystemen
04313gekennzeichnet durch die Erfassung oder die Auswertung von Variablen; gekennzeichnet durch die Erfassung oder die Auswertung von Ausfällen oder abnormaler Funktion
0432Temperatur; Umgebungstemperatur
H01M 8/0662 2016.01
HElektrotechnik
01Grundlegende elektrische Bauteile
MVerfahren oder Mittel, z.B. Batterien, für die direkte Umwandlung von chemischer in elektrische Energie
8Brennstoffelemente; Herstellung derselben
06Kombination von Brennstoffelementen mit Mitteln zur Herstellung der reagierenden Stoffe oder zum Behandeln der Rückstände
0662Behandeln gasförmiger Reaktanden oder gasförmiger Rückstände, z.B. Reinigen
H01M 8/0612 2016.01
HElektrotechnik
01Grundlegende elektrische Bauteile
MVerfahren oder Mittel, z.B. Batterien, für die direkte Umwandlung von chemischer in elektrische Energie
8Brennstoffelemente; Herstellung derselben
06Kombination von Brennstoffelementen mit Mitteln zur Herstellung der reagierenden Stoffe oder zum Behandeln der Rückstände
0606mit Mitteln zur Herstellung gasförmiger Reaktanden
0612aus Kohlenstoff enthaltendem Material
H01M 8/04223 2016.01
HElektrotechnik
01Grundlegende elektrische Bauteile
MVerfahren oder Mittel, z.B. Batterien, für die direkte Umwandlung von chemischer in elektrische Energie
8Brennstoffelemente; Herstellung derselben
04Zusätzliche Anordnungen, z.B. zur Steuerung des Drucks oder für die Zirkulation von Fluiden
04223während des Anfahrens oder Herunterfahrens; Depolarisation oder Aktivierung, z.B. Spülen; Mittel zum Kurzschließen schadhafter Brennstoffzellen
H01M 8/124 2016.01
HElektrotechnik
01Grundlegende elektrische Bauteile
MVerfahren oder Mittel, z.B. Batterien, für die direkte Umwandlung von chemischer in elektrische Energie
8Brennstoffelemente; Herstellung derselben
10Brennstoffelemente mit festem Elektrolyten
12bei hoher Temperatur arbeitend, z.B. mit stabilisiertem ZrO2-Elektrolyten
124gekennzeichnet durch das Herstellungsverfahren oder das Elektrolytmaterial
CPC
H01M 2008/1293
HELECTRICITY
01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
8Fuel cells; Manufacture thereof
10Fuel cells with solid electrolytes
12operating at high temperature, e.g. with stabilised ZrO2 electrolyte
1293Fuel cells with solid oxide electrolytes
H01M 2250/20
HELECTRICITY
01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
2250Fuel cells for particular applications; Specific features of fuel cell system
20Fuel cells in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
H01M 8/04022
HELECTRICITY
01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
8Fuel cells; Manufacture thereof
04Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
04007related to heat exchange
04014Heat exchange using gaseous fluids; Heat exchange by combustion of reactants
04022Heating by combustion
H01M 8/04268
HELECTRICITY
01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
8Fuel cells; Manufacture thereof
04Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
04223during start-up or shut-down; Depolarisation or activation, e.g. purging; Means for short-circuiting defective fuel cells
04268Heating of fuel cells during the start-up of the fuel cells
H01M 8/04373
HELECTRICITY
01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
8Fuel cells; Manufacture thereof
04Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
04298Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
04313characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
0432Temperature; Ambient temperature
04373of auxiliary devices, e.g. reformers, compressors, burners
H01M 8/0618
HELECTRICITY
01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
8Fuel cells; Manufacture thereof
06Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
0606with means for production of gaseous reactants
0612from carbon-containing material
0618Reforming processes, e.g. autothermal, partial oxidation or steam reforming
Anmelder
  • AVL LIST GMBH [AT]/[AT]
Erfinder
  • NEUBAUER, Raphael
  • KRAUSS, Thomas
  • SEIDL, Michael
Vertreter
  • WIETZKE, Andreas
Prioritätsdaten
A 51022/201821.11.2018AT
Veröffentlichungssprache Deutsch (DE)
Anmeldesprache Deutsch (DE)
Designierte Staaten
Titel
(DE) BRENNSTOFFZELLENSYSTEM UND VERFAHREN ZUM TEMPERIEREN EINES BRENNSTOFFZELLENSYSTEMS
(EN) FUEL CELL SYSTEM AND METHOD FOR CONTROLLING THE TEMPERATURE OF A FUEL CELL SYSTEM
(FR) SYSTÈME DE PILES À COMBUSTIBLE ET PROCÉDÉ DE MISE EN TEMPÉRATURE D’UN SYSTÈME DE PILES À COMBUSTIBLE
Zusammenfassung
(DE)
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Brennstoffzellensystem (1a; 1b; 1c; 1d), aufweisend wenigstens einen Brennstoffzellenstapel (2) mit einem Anodenabschnitt (3) und einem Kathodenabschnitt (4), einen Reformerwärmetauscher (5) mit einer kalten Seite stromaufwärts des Anodenabschnitts (3), die einen Reformer (6) bildet, und einer heißen Seite stromabwärts des Kathodenabschnitts (4), die einen Wärmetauscher (7) bildet, und einen Nachbrenner (8) stromabwärts des Wärmetauschers (7) zum Verbrennen von Anodenabgas aus dem Anodenabschnitt (3) und/oder Kathodenabgas aus dem Kathodenabschnitt (4), wobei der Wärmetauscher (7) direkt stromabwärts des Kathodenabschnitts (4) ausgestaltet ist und durch eine Kathodenabgasleitung (9), zum vollständigen Leiten des Kathodenabgases durch den Wärmetauscher (7), in fluidkommunizierender Verbindung mit dem Kathodenabschnitt (4) steht. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Temperieren eines erfindungsgemäßen Brennstoffzellensystems (1a; 1b; 1c; 1d).
(EN)
The present invention relates to a fuel cell system (1a; 1b; 1c; 1d) comprising: at least one fuel cell stack (2) with an anode portion (3) and a cathode portion (4); a reformer-heat exchanger (5) with a cold side which is upstream of the anode portion (3) and forms a reformer (6) and a hot side which is downstream of the cathode portion (4) and forms a heat exchanger (7); and an afterburner (8) downstream of the heat exchanger (7) for combusting anode exhaust gas from the anode portion (3) and/or cathode exhaust gas from the cathode portion (4), the heat exchanger (7) being situated directly downstream of the cathode portion (4) and being in fluid communication with the cathode portion (4) by means of a cathode exhaust gas line (9) in order for the cathode exhaust gas to be fully conducted through the heat exchanger (7). The invention also relates to a method for controlling the temperature of a fuel cell system (1a; 1b; 1c; 1d) according to the invention.
(FR)
La présente invention concerne un système de piles à combustible (1a; 1b; 1c; 1d) présentant au moins un empilement de piles à combustible (2) comportant une partie anode (3) et une partie cathode (4), un reformeur-échangeur de chaleur de (5) qui comporte une face froide en amont de la partie anode (3), laquelle face froide constitue un reformeur (6) et une face chaude en aval de la partie cathode (4), laquelle face chaude constitue un échangeur de chaleur (7), et un post-brûleur (8) en aval de l’échangeur de chaleur (7) et destiné à brûler un gaz brûlé d’anode provenant de la partie anode (3) et/ou un gaz brûlé de cathode provenant de la partie cathode (4), l’échangeur de chaleur (7) étant agencé directement en aval de la partie cathode (4) et se trouvant en communication fluidique avec la partie cathode (4) pour guider entièrement le gaz brûlé de cathode à travers l’échangeur de chaleur (7). L’invention concerne en outre un procédé de mise en température d’un système de piles à combustible (1a; 1b; 1c; 1d) selon l’invention.
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