Erfinderaktivitäten 2011 - DPMA

DPMA – Erfinderaktivitäten 2011
Beschleunigung und Bremsen gewährleistet sein.
In der Patentschrift DE 10 2007 026 332 B4 wird durch
eine geeignete Steuerung des Brennstoffzellensystems
sichergestellt, dass es bei Übergängen zu Niedrigleis-
tungszuständen (Leerlauf) nicht zu einem Ansammeln
von Wasser in den Kathodenströmungskanälen
und damit zur Reduzierung der Leistungsfähigkeit
kommt. Und zwar wird in diesem Fall eine ansons-
ten verwendete Wasserdampfübertragungsvorrich-
tung umgangen, um trockene Kathodenluft an den
Brennstoffzellenstapel zu liefern.
Ein nicht zu unterschätzendes Problem bei PEM-
Brennstoffzellen für Kraftfahrzeuganwendungen ist
die Korrosion der Kohlenstoffkatalysatorträger und
Metallkatalysatoren, welche beim Anfahren und Ab-
schalten der Brennstoffzellen stattfindet. Bei typischen
Automobilanwendungen müssen die Zellen 50 000
bis 100 000 Anfahr- / Abschaltzyklen durchlaufen, was
zu einem katastrophalen Leistungsverlust führt. Als
Alternative zum Abführen der beim Anfahren oder
Abschalten anfallenden elektrischen Energie an eine
Hilfslast oder andere spannungsbegrenzende Ein-
richtung, welche aufwendige Systeme zur Abführung
der erzeugten Wärme erfordern, wird in der Patent-
anmeldung DE 11 2004 001 762 T5 vorgeschlagen, die
überschüssige Energie in einem Energiespeicher (zum
Beispiel einer elektrischen Batterie oder einem Kon-
densator) zu speichern. Da nach dem Abschalten eines
Brennstoffzellensystems Luft vom Kathodenbereich in
den Anodenbereich diffundiert und sich dort ansam-
melt, ist es bei einem nachfolgenden Start erforderlich,
die Luft mittels Wasserstoffgas aus den Anoden zu
spülen. Diese Spülung muss schnell erfolgen, da beim
Wandern der Wasserstoff-Luft-Front über die Anoden
hinweg eine hohe elektrische Spannung erzeugt wird,
die vorgenannte Kohlenstoffträger und Katalysatoren
degradiert. Verschiedene Startprozeduren, um die
Zeitdauer der Wasserstoff-Luft-Front und die durch die
Front erzeugte Spannung zu minimieren, werden in
den nachfolgenden Patentanmeldungen beschrieben:
DE 10 2008 047 387 A1 (mittels Starterbatterie in elek-
trischer Verbindung mit einem Luftkompressor), DE
10 2008 047 390 A1 (mittels der Ventile 1 und 2 in Fluid-
verbindung mit dem Anodenzufuhrverteiler und dem
Anodenauslassverteiler, siehe Figur 10), DE 10 2008 047
393 A1 (mittels Belastung durch eine Hilfslast und
anschließend mit Systemkomponenten, bis jeweils
vorbestimmte Bedingungen erfüllt sind) und DE 10
2009 004 375 A1 (Verwendung von Komponenten,
zum Beispiel dem Leistungswandler 202, des Brenn-
stoffzellensystems 200 zum Kurzschließen des Brenn-
stoffzellenstapels 4’ während der Inbetriebnahme,
dargestellt in Figur 11).
Figur 10: Wasserstoffspülung des Brennstoffzellenstapels
(aus DE 10 2008 047 390 A1).
Figur 11: Brennstoffzellensystem mit Kurzschlussvorrichtung
(aus DE 10 2009 004 375 A1).
45