專利名稱：燃料電池設(shè)備、用于起動(dòng)和用于關(guān)斷該設(shè)備的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及根據(jù)權(quán)利要求1前序部分的燃料電池設(shè)備、根據(jù)權(quán)利要求5前序部分的用于起動(dòng)該設(shè)備的方法以及根據(jù)權(quán)利要求7前序部分的用于關(guān)斷該設(shè)備的方法。
按照DE 10160463A1，開始所述類型的燃料電池設(shè)備已經(jīng)公開。該燃料電池設(shè)備包括一個(gè)轉(zhuǎn)化器級(jí)，該轉(zhuǎn)化器級(jí)用于將碳?xì)浠衔锘蛘咛細(xì)浠衔餁怏w(尤其是天然氣)和水蒸汽蒸汽轉(zhuǎn)化成氫以及其它轉(zhuǎn)化器產(chǎn)物如二氧化碳和一氧化碳。轉(zhuǎn)化器級(jí)為此可通過氣體燃燒器加熱。為了化學(xué)處理轉(zhuǎn)化器產(chǎn)物，即尤其是為了將一氧化碳轉(zhuǎn)變成二氧化碳(一氧化碳是所謂的燃料電池毒物質(zhì))，在轉(zhuǎn)化器級(jí)后面連接至少一個(gè)轉(zhuǎn)換級(jí)。視要求的轉(zhuǎn)化器產(chǎn)物純度而定，也可以設(shè)置兩個(gè)或者多個(gè)氣體凈化級(jí)，例如也可設(shè)置一個(gè)所謂的氣體精細(xì)凈化級(jí)如甲烷化級(jí)或者一個(gè)用于選擇性氧化的級(jí)(選擇性氧化級(jí))。在所述至少一個(gè)轉(zhuǎn)換級(jí)后面連接至少一個(gè)具有多個(gè)陽(yáng)極和陰極的燃料電池堆，用于將氫轉(zhuǎn)變成水以產(chǎn)生電流和熱量，所述陽(yáng)極和陰極具有相應(yīng)的輸入和輸出連接端。DE 101 60 463 A1在此涉及一種所謂的PEM燃料電池堆，該P(yáng)EM燃料電池堆在約為70℃的溫度下工作。因?yàn)樵谵D(zhuǎn)化器裝置中產(chǎn)生的氫和其它的轉(zhuǎn)化器產(chǎn)物以約120℃的溫度離開最后的氣體凈化級(jí)，所以在該氣體凈化級(jí)與燃料電池堆之間設(shè)置有一個(gè)熱交換器，該熱交換器負(fù)責(zé)必需的溫度降低。但同時(shí)該熱交換器也還構(gòu)造成凝結(jié)物分離器，以便一方面盡可能小地影響燃料電池的相對(duì)敏感的水量平衡，另一方面可將產(chǎn)生的水量再輸入給整個(gè)過程。
此外，由DE 101 32 064 A1公開了一種用于運(yùn)行產(chǎn)生氫的裝置的方法，其中，為了起動(dòng)該裝置通過一個(gè)輸入連接端至少在一個(gè)確定的階段給轉(zhuǎn)化器一直輸入僅由一個(gè)燃燒器預(yù)加熱的空氣，直到轉(zhuǎn)化器和所述至少一個(gè)連接在后面的轉(zhuǎn)換級(jí)達(dá)到了工作溫度。因?yàn)槿剂想姵氐墓δ軜O其依賴于膜片的濕度，并且該膜片就此而言必然在陽(yáng)極側(cè)對(duì)空氣敏感，所以在起動(dòng)該設(shè)備時(shí)必須在最后的轉(zhuǎn)換級(jí)(通常是氣體精細(xì)凈化級(jí))后面設(shè)置一個(gè)相應(yīng)的多路閥，以便能夠抑制對(duì)燃料電池陽(yáng)極的空氣輸入。
該措施本身雖然在結(jié)構(gòu)上可與根據(jù)DE 101 60 463 A1的連接在最后的轉(zhuǎn)換級(jí)后面的熱交換器和凝結(jié)物分離器一樣容易實(shí)現(xiàn)，但轉(zhuǎn)化器裝置與燃料電池之間的(例如在起動(dòng)過程結(jié)束時(shí)通過將轉(zhuǎn)化產(chǎn)物流轉(zhuǎn)接到燃料電池上)必然存在的溫度階躍在設(shè)備的總效率方面也顯然是不利的。
因此，本發(fā)明的任務(wù)在于，這樣進(jìn)一步構(gòu)造開始所述類型的燃料電池設(shè)備，使得可放棄轉(zhuǎn)換級(jí)與燃料電池堆之間的溫度降低和凝結(jié)物分離。本發(fā)明的另一個(gè)任務(wù)在于，不僅在結(jié)構(gòu)上而且在方法方面借助于空氣輸入簡(jiǎn)化根據(jù)DE 101 32 064 A1的設(shè)備的上述起動(dòng)階段和設(shè)備的停止。
所述任務(wù)在結(jié)構(gòu)上用類似于開始所述類型的燃料電池設(shè)備通過權(quán)利要求1特征部分中描述的特征來(lái)解決。權(quán)利要求5和7所述特征在方法方面解決了所述任務(wù)。
因此，根據(jù)本發(fā)明在結(jié)構(gòu)上提出燃料電池堆構(gòu)造成具有處于100℃與200℃之間的工作溫度的高溫燃料電池堆；轉(zhuǎn)換級(jí)在輸出側(cè)無(wú)熱交換器情況下與燃料電池堆的陽(yáng)極的輸入連接端連接；燃料電池堆的陽(yáng)極的輸出連接端與氣體燃燒器上的空氣輸入連接端連接。
例如按照DE 101 55 543 C2公開了一種相應(yīng)合適的高溫燃料電池堆。該文獻(xiàn)的內(nèi)容就此也成為本申請(qǐng)的內(nèi)容。該文獻(xiàn)中說明的電池堆原則上是一個(gè)所謂的聚合物電解質(zhì)膜片燃料電池(PEM燃料電池)，但不同點(diǎn)在于工作溫度不是處于大約70℃，而是處于100℃與200℃之間。只有使用該電池堆才可使轉(zhuǎn)換級(jí)的輸出端在液壓上直接與燃料電池的陽(yáng)極輸入端連接，因?yàn)橐环矫嬗捎陔姵囟训墓ぷ鳒囟忍岣叨谵D(zhuǎn)化器裝置與燃料電池之間不需要溫度降低，另一方面在該工作溫度下本來(lái)就不產(chǎn)生堵塞燃料電池膜片并且由此降解電池堆的液態(tài)水。
出于完整性原因還可參考DE 102 09 681 A1。該文獻(xiàn)也公開了根據(jù)權(quán)利要求1前序部分的燃料電池設(shè)備。但是在該燃料電池設(shè)備中，直到獲得最佳氣體質(zhì)量也不將轉(zhuǎn)換級(jí)的廢氣輸入給燃料電池。這要求在轉(zhuǎn)換級(jí)與燃料電池之間設(shè)置換向閥，該換向閥必須通過一個(gè)傳感器和一個(gè)相應(yīng)的電路操作。因此這種情況明顯更昂貴并且也不具有下面還要說明的優(yōu)點(diǎn)。DE 102 35 430 A1同樣如此。
在方法方面，為了起動(dòng)燃料電池設(shè)備，根據(jù)本發(fā)明提出在第一起動(dòng)步驟中，預(yù)加熱的空氣被引導(dǎo)通過轉(zhuǎn)化器級(jí)、通過轉(zhuǎn)換級(jí)和在陽(yáng)極側(cè)通過燃料電池堆，其中，將在陽(yáng)極側(cè)流過燃料電池堆的空氣輸入給被設(shè)置用于加熱轉(zhuǎn)化器級(jí)的氣體燃燒器；在第二起動(dòng)步驟中，關(guān)斷空氣輸入并且至少接通水蒸汽輸入和選擇式地也同時(shí)接通碳?xì)浠衔餁怏w輸入。
在方法方面，為了關(guān)斷燃料電池設(shè)備，根據(jù)本發(fā)明提出在第一關(guān)斷步驟中，關(guān)斷碳?xì)浠衔餁怏w輸入和水蒸汽輸入；在第二關(guān)斷步驟中，接通空氣輸入并且引導(dǎo)空氣通過轉(zhuǎn)化器級(jí)、通過轉(zhuǎn)換級(jí)和在陽(yáng)極側(cè)通過燃料電池堆，其中，將在陽(yáng)極側(cè)流過燃料電池堆的空氣輸入給被設(shè)置用于加熱轉(zhuǎn)化器級(jí)的氣體燃燒器。
這些措施也只是由于根據(jù)本發(fā)明使用了高溫燃料電池、尤其是使用了根據(jù)DE 101 55 543 C2的燃料電池才可以實(shí)現(xiàn)，因?yàn)橹挥挟?dāng)燃料電池在陽(yáng)極側(cè)對(duì)空氣不敏感時(shí)才可將空氣一方面在起動(dòng)時(shí)不僅用于加熱轉(zhuǎn)化器和轉(zhuǎn)換級(jí)，而且用于加熱電池堆、另一方面在關(guān)閉燃料電池設(shè)備時(shí)也用于逐漸冷卻所述的所有部件，這在陽(yáng)極側(cè)甚至有利地導(dǎo)致這些部件干燥。
由從屬權(quán)利要求得到其它有利的進(jìn)一步構(gòu)型。
下面借助于一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的附圖更詳細(xì)地描述根據(jù)本發(fā)明的燃料電池設(shè)備連同它的根據(jù)從屬權(quán)利要求的有利的進(jìn)一步構(gòu)型的結(jié)構(gòu)特征以及其運(yùn)行。附圖表示

圖1根據(jù)本發(fā)明的燃料電池設(shè)備的示意圖；圖2燃料電池設(shè)備的根據(jù)本發(fā)明的起動(dòng)方法的曲線圖；圖3燃料電池設(shè)備的根據(jù)本發(fā)明的關(guān)斷方法的曲線圖。
圖1中首先示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的燃料電池設(shè)備的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施形式。該燃料電池設(shè)備包括一個(gè)轉(zhuǎn)化器級(jí)1，該轉(zhuǎn)化器級(jí)用于將碳?xì)浠衔?優(yōu)選碳?xì)浠衔餁怏w)和水蒸汽蒸汽轉(zhuǎn)化成氫和其它轉(zhuǎn)化器產(chǎn)物。給轉(zhuǎn)化器級(jí)1以公知的方式配置一個(gè)氣體燃燒器8，以便提供對(duì)于轉(zhuǎn)化過程必需的熱量，即，轉(zhuǎn)化器級(jí)1可通過氣體燃燒器8加熱。在用于家用能量供給的設(shè)備中，即在當(dāng)前的情況下優(yōu)選涉及這種設(shè)備，不僅給燃燒器8而且給轉(zhuǎn)化器級(jí)1在穩(wěn)態(tài)工作中作為碳?xì)浠衔餁怏w輸入天然氣(甲烷氣體)，該天然氣優(yōu)選從設(shè)置在家中的燃?xì)夥至鞑课蝗〉?。此外，氣體燃燒器8的熱量還可以為其它加熱目的(家庭供暖)引出。
因?yàn)樵谡羝D(zhuǎn)化中通常除了氫和二氧化碳之外還產(chǎn)生一氧化碳，所以為了化學(xué)處理轉(zhuǎn)化器產(chǎn)物，即尤其是為了降低一氧化碳含量，在轉(zhuǎn)化器級(jí)1后面以同樣公知的方式連接至少一個(gè)轉(zhuǎn)換級(jí)2。視要求的關(guān)于一氧化碳含量方面的純度而定，還公開了(如上面早已提及的那樣)具有兩個(gè)或者多個(gè)轉(zhuǎn)換級(jí)(還有氣體精細(xì)凈化級(jí)如甲烷化級(jí)或者選擇性氧化級(jí))的設(shè)備。
在所述至少一個(gè)轉(zhuǎn)換級(jí)2后面連接至少一個(gè)具有多個(gè)陽(yáng)極4和陰極5的燃料電池堆3，用于將氫轉(zhuǎn)變成水以產(chǎn)生電流和熱量，所述陽(yáng)極和陰極具有相應(yīng)的輸入和輸出連接端6、7，其中，電池堆如上所述構(gòu)造成所謂的聚合物電解質(zhì)膜片燃料電池(PEM燃料電池)。
因?yàn)樵谧詈蟮霓D(zhuǎn)換級(jí)2之后的氣體排出溫度在公知的燃料電池設(shè)備中始終高于100℃，所以通常在最后的轉(zhuǎn)換級(jí)2或者氣體精細(xì)凈化級(jí)與燃料電池堆3之間設(shè)置一個(gè)熱交換器，通常還附加地設(shè)置一個(gè)凝結(jié)物分離器。
為了降低這種結(jié)構(gòu)上的費(fèi)用，根據(jù)本發(fā)明提出燃料電池堆3構(gòu)造成具有處于100℃與200℃之間、優(yōu)選處于160℃的工作溫度的高溫燃料電池堆。此外就這點(diǎn)還提出在電池堆中使用引導(dǎo)質(zhì)子的高溫電解質(zhì)膜片。這些高溫電解質(zhì)膜片按照DE 101 55 543 C2包括至少一種基材和至少一種添加劑，其中，添加劑是一種至少二元的無(wú)機(jī)酸與一種有機(jī)的化合物的反應(yīng)產(chǎn)物，其中，該反應(yīng)產(chǎn)物具有該無(wú)機(jī)酸的未轉(zhuǎn)變的酸性羥基，或者是該化合物與多元酸的縮合產(chǎn)物。這些高溫電解質(zhì)膜片適用于在對(duì)于PEM燃料電池相對(duì)高的溫度下工作。
此外根據(jù)本發(fā)明提出轉(zhuǎn)換級(jí)2在輸出側(cè)(如圖1中明確表示的那樣)在液壓上直接地且無(wú)熱交換器情況下與燃料電池堆3的陽(yáng)極4的輸入連接端6連接，即，在轉(zhuǎn)換級(jí)2與燃料電池堆之間根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選僅設(shè)置一個(gè)短的管段(并且尤其是沒有熱交換器)，以便使這兩個(gè)設(shè)備部件彼此液壓連接。
如圖1中明確表示的那樣，此外還提出燃料電池堆3的陽(yáng)極4的輸出連接端7與氣體燃燒器8上的空氣輸入連接端9連接。根據(jù)該措施，一方面在穩(wěn)態(tài)工作期間，陽(yáng)極剩余氣體可在氣體燃燒器8中燃燒，另一方面，還可在還要詳細(xì)說明的起動(dòng)階段中將預(yù)加熱的、在陽(yáng)極側(cè)流過電池堆的空氣輸入給氣體燃燒器8，即，為了起動(dòng)而預(yù)加熱的空氣可在能量上有意義地被繼續(xù)使用，而不只是輸出給環(huán)境。為調(diào)節(jié)準(zhǔn)確的燃燒熱值，以公知的方式在氣體燃燒器8上設(shè)置一個(gè)相應(yīng)的λ探頭。
為起動(dòng)和/或關(guān)斷燃料電池設(shè)備，以公知的方式提出給轉(zhuǎn)化器級(jí)1和轉(zhuǎn)換級(jí)2至少階段性地僅輸入空氣。
此外，根據(jù)本發(fā)明在上述結(jié)構(gòu)特征(高溫燃料電池，轉(zhuǎn)換級(jí)與電池堆之間的無(wú)熱交換器情況下的連接)的基礎(chǔ)上提出選擇式地在起動(dòng)和/或關(guān)斷燃料電池設(shè)備時(shí)將流過轉(zhuǎn)化器級(jí)1和流過轉(zhuǎn)換級(jí)2的空氣也輸入給燃料電池堆3的陽(yáng)極4。這一方面(在起動(dòng)時(shí))具有優(yōu)點(diǎn)不必在轉(zhuǎn)換級(jí)2與燃料電池堆3之間設(shè)置轉(zhuǎn)換閥并且由氣體燃燒器8預(yù)加熱的空氣也可用于預(yù)加熱燃料電池堆3，另一方面(在關(guān)斷設(shè)備時(shí))，由于根據(jù)本發(fā)明的措施，燃料電池堆3在陽(yáng)極側(cè)原則上可干運(yùn)行，這在重新起動(dòng)時(shí)有利地導(dǎo)致精確確定的起動(dòng)條件。
圖2中表示優(yōu)選的起動(dòng)階段，圖3中表示優(yōu)選的關(guān)斷階段。左側(cè)的縱坐標(biāo)上各描述過程氣體的百分比含量，右側(cè)的縱坐標(biāo)上各描述階段性地輸入的空氣的溫度。橫坐標(biāo)上表示流逝的時(shí)間。
如圖中2所示，本發(fā)明提出為起動(dòng)燃料電池設(shè)備，在第一起動(dòng)步驟IS中，被預(yù)加熱的空氣 被引導(dǎo)通過轉(zhuǎn)化器級(jí)1、通過轉(zhuǎn)換級(jí)2并且在陽(yáng)極側(cè)通過燃料電池堆3。此外在此有利地提出為了起動(dòng)燃料電池設(shè)備而使用的空氣的溫度T空氣隨著第一起動(dòng)步驟的逐漸延長(zhǎng)而升高，即，該設(shè)備直到空氣被關(guān)斷一直被預(yù)加熱。空氣的加熱借助氣體燃燒器8進(jìn)行。
接著有利地提出在第二起動(dòng)步驟IIS中，關(guān)斷空氣輸入并且至少接通水蒸汽輸入 和選擇式地也同時(shí)接通碳?xì)浠衔餁怏w輸入 根據(jù)圖2，碳?xì)浠衔餁怏w輸入 線性地上升直到穩(wěn)態(tài)的第三階段IIIS開始。在第三階段IIIS中，所輸入的碳?xì)浠衔餁怏w量和水蒸汽量各為100％，不再輸入空氣(由于面臨的爆鳴氣反應(yīng)也不可能)。
如圖3中所示，本發(fā)明提出為了關(guān)斷穩(wěn)態(tài)運(yùn)行的燃料電池設(shè)備(工作階段IIIA＝IIIS)，在第一關(guān)斷步驟IIA中，關(guān)斷碳?xì)浠衔餁怏w輸入 和水蒸汽輸入 更確切說，碳?xì)浠衔餁怏w優(yōu)選連續(xù)地并且水蒸汽緊接著突然地被關(guān)斷。
此外有利地提出在第二關(guān)斷步驟IA中，接通空氣輸入 并且引導(dǎo)空氣通過轉(zhuǎn)化器級(jí)1、通過轉(zhuǎn)換級(jí)2和在陽(yáng)極側(cè)通過燃料電池堆3。如從圖3中可看到的那樣，在此(由于氣體燃燒器8的功率被有意節(jié)制)，為了關(guān)斷燃料電池設(shè)備而使用的空氣的溫度T空氣隨著第二關(guān)斷步驟IA的逐漸延長(zhǎng)而降低。
如上所述和圖1中所示，此外有利地提出在起動(dòng)和/或關(guān)斷時(shí)在陽(yáng)極側(cè)流過燃料電池堆3的空氣輸入給被設(shè)置用于加熱轉(zhuǎn)化器級(jí)1的氣體燃燒器8。
最后有利地提出(未示出)為了保證從100℃到200℃的工作溫度，存在一個(gè)溫度調(diào)節(jié)裝置，該溫度調(diào)節(jié)裝置在工作溫度超過200℃時(shí)關(guān)斷燃料電池堆3。
參考標(biāo)號(hào)列表1轉(zhuǎn)化器級(jí) 9空氣輸入連接端2轉(zhuǎn)換級(jí) IS第一起動(dòng)步驟3燃料電池堆 IIS第二起動(dòng)步驟4陽(yáng)極 IIIS穩(wěn)態(tài)的工作階段5陰極 IIIA穩(wěn)態(tài)的工作階段6輸入連接端 IIA第一關(guān)斷步驟7輸出連接端 IA第二關(guān)斷步驟8氣體燃燒器
權(quán)利要求
1.燃料電池設(shè)備，包括一個(gè)被構(gòu)造得可通過氣體燃燒器(8)加熱的轉(zhuǎn)化器級(jí)(1)，該轉(zhuǎn)化器級(jí)用于將碳?xì)浠衔锖退羝羝D(zhuǎn)化成氫以及其它轉(zhuǎn)化器產(chǎn)物；至少一個(gè)連接在該轉(zhuǎn)化器級(jí)(1)后面的轉(zhuǎn)換級(jí)(2)，用于化學(xué)處理所述轉(zhuǎn)化器產(chǎn)物；至少一個(gè)連接在所述轉(zhuǎn)換級(jí)(2)后面的具有多個(gè)陽(yáng)極(4)和陰極(5)的燃料電池堆(3)，用于將氫轉(zhuǎn)變成為水以產(chǎn)生電流和熱量，所述陽(yáng)極和陰極具有相應(yīng)的輸入和輸出連接端(6，7)，其特征在于所述燃料電池堆(3)構(gòu)造成具有處于100℃與200℃之間的工作溫度的高溫燃料電池堆；所述轉(zhuǎn)換級(jí)(2)在輸出側(cè)無(wú)熱交換器情況下與所述燃料電池堆(3)的陽(yáng)極(4)的輸入連接端(6)連接；所述燃料電池堆(3)的陽(yáng)極(4)的輸出連接端(7)與氣體燃燒器(8)上的空氣輸入連接端(9)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的燃料電池設(shè)備，其特征在于所述燃料電池堆(3)設(shè)置有一些引導(dǎo)質(zhì)子的高溫電解質(zhì)膜片。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的燃料電池設(shè)備，其特征在于這些高溫電解質(zhì)膜片包括至少一種基材和至少一種添加劑，其中，所述添加劑是一種至少二元的無(wú)機(jī)酸與一種有機(jī)的化合物的反應(yīng)產(chǎn)物，其中，該反應(yīng)產(chǎn)物具有該無(wú)機(jī)酸的未轉(zhuǎn)變的酸性羥基，或者是該化合物與一種多元酸的縮合產(chǎn)物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3之一的燃料電池設(shè)備，其特征在于為了保證從100℃至200℃的工作溫度，設(shè)置有一個(gè)溫度調(diào)節(jié)裝置，該溫度調(diào)節(jié)裝置在工作溫度超過200℃時(shí)關(guān)斷所述燃料電池堆(3)。
5.一種用于起動(dòng)根據(jù)權(quán)利要求1至4之一的燃料電池設(shè)備的方法，其中，給該轉(zhuǎn)化器級(jí)(1)和所述轉(zhuǎn)換級(jí)(2)在該設(shè)備起動(dòng)時(shí)至少階段性地僅輸入空氣，其特征在于在第一起動(dòng)步驟(Is)中，預(yù)加熱的空氣被引導(dǎo)通過該轉(zhuǎn)化器級(jí)(1)、通過所述轉(zhuǎn)換級(jí)(2)和在陽(yáng)極側(cè)通過所述燃料電池堆(3)，其中，將在陽(yáng)極側(cè)流過所述燃料電池堆(3)的空氣輸入給被設(shè)置用于加熱該轉(zhuǎn)化器級(jí)(1)的該氣體燃燒器(8)；在第二起動(dòng)步驟(IIs)中，關(guān)斷空氣輸入并且至少接通水蒸汽輸入和選擇式地也同時(shí)接通碳?xì)浠衔餁怏w輸入。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其特征在于為了起動(dòng)該燃料電池設(shè)備而使用的空氣的溫度隨著該第一起動(dòng)步驟的逐漸延長(zhǎng)而升高。
7.一種用于關(guān)斷根據(jù)權(quán)利要求1至4之一的燃料電池設(shè)備的方法，其中，給該轉(zhuǎn)化器級(jí)(1)和所述轉(zhuǎn)換級(jí)(2)在該設(shè)備關(guān)斷時(shí)至少階段性地僅輸入空氣，其特征在于在第一關(guān)斷步驟(IIA)中，關(guān)斷碳?xì)浠衔餁怏w輸入和水蒸汽輸入；在第二關(guān)斷步驟(IA)中，接通空氣輸入并且引導(dǎo)空氣通過該轉(zhuǎn)化器級(jí)(1)、通過所述轉(zhuǎn)換級(jí)(2)和在陽(yáng)極側(cè)通過所述燃料電池堆(3)，其中，將在陽(yáng)極側(cè)流過所述燃料電池堆(3)的空氣輸入給被設(shè)置用于加熱該轉(zhuǎn)化器級(jí)(1)的該氣體燃燒器(8)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其特征在于為了關(guān)斷該燃料電池設(shè)備而使用的空氣的溫度隨著該第二關(guān)斷步驟的逐漸延長(zhǎng)而降低。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種燃料電池設(shè)備，包括一個(gè)被構(gòu)造得可通過氣體燃燒器(8)加熱的轉(zhuǎn)化器級(jí)(1)，該轉(zhuǎn)化器級(jí)用于將碳?xì)浠衔锖退魵庹羝D(zhuǎn)化成氫以及其它轉(zhuǎn)化器產(chǎn)物；至少一個(gè)連接在該轉(zhuǎn)化器級(jí)(1)后面的轉(zhuǎn)換級(jí)(2)，用于化學(xué)處理所述轉(zhuǎn)化器產(chǎn)物；至少一個(gè)連接在所述轉(zhuǎn)換級(jí)(2)后面的具有多個(gè)陽(yáng)極(4)和陰極(5)的燃料電池堆(3)，用于將氫轉(zhuǎn)變成為水以產(chǎn)生電流和熱量，所述陽(yáng)極和陰極具有相應(yīng)的輸入和輸出連接端(6，7)。根據(jù)本發(fā)明在設(shè)備方面提出所述燃料電池堆(3)構(gòu)造成具有處于100℃與200℃之間的工作溫度的高溫燃料電池堆；所述轉(zhuǎn)換級(jí)(2)在輸出側(cè)無(wú)熱交換器情況下與所述燃料電池堆(3)的陽(yáng)極(4)的輸入連接端(6)連接；所述燃料電池堆(3)的陽(yáng)極(4)的輸出連接端(7)與氣體燃燒器(8)上的空氣輸入連接端(9)連接。根據(jù)本發(fā)明在方法方面提出選擇式地在起動(dòng)和/或關(guān)斷燃料電池設(shè)備時(shí)將流過該轉(zhuǎn)化器級(jí)(1)和流過所述轉(zhuǎn)換級(jí)(2)的空氣也輸入給所述燃料電池堆(3)的陽(yáng)極(4)。
文檔編號(hào)H01M8/06GK1961446SQ200580008265
公開日2007年5月9日 申請(qǐng)日期2005年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月17日
發(fā)明者彼得·布里茨, 克勞斯·?？肆_特, 迪特爾·梅爾茲納, 安妮特·賴歇 申請(qǐng)人:薩托里烏斯股份公司