DE102013011979A1 - Method for parking a fuel cell system - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abstellen eines Brennstoffzellensystems (1), wobei nach dem Abstellen Wasserstoff sowohl auf die Kathodenseite als auch auf die Anodenseite dosiert wird. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Ventil (16, 20) in einer Leitung (15, 19) für das Abblasen von Gas und/oder Ablassen von Wasser aus einem Anodenkreislauf in die Zuluftleitung (8) oder die Abluftleitung (9) geöffnet und Wasserstoff über die Wasserstoffversorgung auf die Anodenseite zudosiert wird.The invention relates to a method for stopping a fuel cell system (1), wherein after stopping hydrogen is metered both on the cathode side and on the anode side. The invention is characterized in that a valve (16, 20) in a line (15, 19) for blowing off gas and / or discharging water from an anode circuit in the air supply line (8) or the exhaust duct (9) opened and Hydrogen is added via the hydrogen supply to the anode side.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abstellen eines Brennstoffzellensystems nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.The invention relates to a method for stopping a fuel cell system according to the closer defined in the preamble of claim 1.

Beispielsweise aus der US 2005/0031917 A1 ist es bekannt, dass beim Abstellen von Brennstoffzellensystemen ein entscheidender Vorteil hinsichtlich der Brennstoffzellenlebensdauer auftritt, wenn eine definierte Wasserstoffatmosphäre sowohl auf der Kathodenseite als auch auf der Anodenseite erreicht wird. Bei einem späteren Wiederstart wird so bei der Zudosierung von Wasserstoff verhindert, dass eine Wasserstoff/Sauerstoff-Front durch den Anodenraum läuft. Dies würde zu erheblichen Potenzialunterschieden entlang der Wasserstoff/Sauerstoff-Front führen und so den Katalysator im Anodenraum der Brennstoffzelle nachhaltig schädigen. Dieser Mechanismus ist soweit aus dem Stand der Technik bekannt. Wie in der genannten US-Veröffentlichung beschrieben, kann dieser Problematik nun dadurch entgegengewirkt werden, dass beim Abstellen des Brennstoffzellensystems eine Wasserstoffatmosphäre auf der Anodenseite und der Kathodenseite geschaffen wird. Dies ist jedoch entsprechend aufwändig und erfordert zusätzliche Leitungselemente, Wasserstoffdosierventile auf der Kathodenseite und dergleichen. Dieser Aufwand stellt einen erheblichen Nachteil dar.For example, from the US 2005/0031917 A1 It is known that when stopping fuel cell systems a decisive advantage in terms of fuel cell life occurs when a defined hydrogen atmosphere is achieved both on the cathode side and on the anode side. During a later re-start, the metered addition of hydrogen prevents a hydrogen / oxygen front from passing through the anode compartment. This would lead to significant differences in potential along the hydrogen / oxygen front and thus sustainably damage the catalyst in the anode compartment of the fuel cell. This mechanism is well known in the art. As described in the cited US publication, this problem can now be counteracted by creating a hydrogen atmosphere on the anode side and the cathode side when switching off the fuel cell system. However, this is correspondingly expensive and requires additional line elements, Wasserstoffdosierventile on the cathode side and the like. This effort represents a significant disadvantage.

Ferner ist es aus der WO 2008/052578 A1 bekannt, dass bei einem Anodenkreislauf über einen Wasserabscheider und eine einzige gemeinsame Leitung zum Abblasen von Gas und Ablassen von Wasser unerwünschte Stoffe während des Betriebs aus dem Anodenkreislauf ausgetragen werden können. Ein entsprechender Aufbau mit einer Abbasleitung und einem Abblasventil und einer Ablassleitung mit einem Ablassventil ist aus dem allgemeinen Stand der Technik bekannt.Furthermore, it is from the WO 2008/052578 A1 It is known that in an anode circuit via a water separator and a single common line for blowing off gas and discharging water, undesirable substances can be discharged from the anode circuit during operation. A corresponding structure with a Abbasleitung and a blow-off valve and a drain line with a drain valve is known from the general state of the art.

Die Aufgabe der hier vorliegenden Erfindung besteht nun darin, die oben genannten Nachteile zu vermeiden und ein sehr einfaches und effizientes Verfahren zum Abstellen eines Brennstoffzellensystems anzugeben.The object of the present invention is now to avoid the above-mentioned disadvantages and to provide a very simple and efficient method for stopping a fuel cell system.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 erfüllt. Eine vorteilhafte Ausgestaltung ergibt sich aus dem abhängigen Unteranspruch.This object is achieved by a method having the features in the characterizing part of claim 1. An advantageous embodiment results from the dependent subclaim.

Das erfindungsgemäße Verfahren sieht es vor, dass eine Abblasleitung mit einem Abblasventil, welche zum Verbinden eines Anodenkreislaufs mit der Kathodenseite, und hier insbesondere mit dem Eingang bzw. der Zuluftleitung zur Kathode, ohnehin vorhanden ist, genutzt wird, um beim Abstellen des Brennstoffzellensystems Wasserstoff von der Anodenseite zur Kathodenseite zu bringen. Das Verfahren nutzt dabei den auf die Anodenseite über die herkömmliche Dosiereinrichtung dosierten Wasserstoff und öffnet gleichzeitig das Abblasventil, sodass eine Verbindung zwischen der Anodenseite und der Kathodenseite entsteht. Der in die Anodenseite dosierte Wasserstoff kann so über eine ohnehin vorhandene Ventileinrichtung und ein ohnehin vorhandenes Leitungssystem sowohl in die Anodenseite als auch in die Kathodenseite strömen. Hierdurch werden die oben beschriebenen Vorteile aus dem Stand der Technik erzielt, ohne dass ein zusätzlicher Aufwand hinsichtlich von Leitungselementen und/oder Ventilen betrieben werden muss.The method according to the invention provides that a blow-off line with a blow-off valve, which is present anyway for connecting an anode circuit to the cathode side, and in particular to the inlet or the air supply line to the cathode, be used to remove hydrogen from when the fuel cell system is switched off to bring the anode side to the cathode side. The process uses the dosed to the anode side via the conventional metering device hydrogen and simultaneously opens the blow-off valve, so that a connection between the anode side and the cathode side is formed. The metered into the anode side hydrogen can flow through an already existing valve device and an already existing line system both in the anode side and in the cathode side. As a result, the above-described advantages of the prior art are achieved, without the need for additional effort in terms of line elements and / or valves must be operated.

In einer sehr günstigen Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann es ferner vorgesehen sein, dass die Zuluftleitung und die Abluftleitung über Ventileinrichtungen zeitlich vor der Dosierung des Wasserstoffs abgesperrt werden. Ein solches Absperren der Zuluftleitung und der Abluftleitung zum Kathodenraum ist besonders sinnvoll, um zu verhindern, dass über Konvektionseffekte und Windeffekte Luft bzw. Sauerstoff in den Kathodenraum nachströmt. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es entsprechend vorgesehen, dass derartige Ventileinrichtungen vor dem Dosieren von Wasserstoff geschlossen werden, um so eine definierte Wasserstoffatmosphäre sowohl in der Anodenseite als auch in der Kathodenseite, welche beim Abstellen über das Abblasventil und die Abblasleitung verbunden sind, zu schaffen. Über die Ventileinrichtungen in der Zuluftleitung und der Abluftleitung kann das Entweichen von Wasserstoff und damit die Menge an benötigtem Wasserstoff entsprechend eingeschränkt werden. Außerdem wird hierdurch sichergestellt, dass die Wasserstoffatmosphäre in der Brennstoffzelle über einen vergleichsweise langen Zeitraum aufrechterhalten wird, sodass auch bei einem Wiederstart, welcher erst nach vergleichsweise langer Stillstandszeit erfolgt, ein die Lebensdauer der Brennstoffzelle schonender Start möglich ist.In a very favorable development of the method according to the invention, it can further be provided that the supply air line and the exhaust air line are shut off via valve devices in time before the metering of the hydrogen. Such shut-off of the supply air line and the exhaust air line to the cathode compartment is particularly useful in order to prevent air or oxygen flowing into the cathode compartment via convection effects and wind effects. In the method according to the invention, it is accordingly provided that such valve devices are closed prior to dosing of hydrogen, so as to create a defined hydrogen atmosphere in both the anode side and in the cathode side, which are connected when shutdown via the blow-off valve and the blow-off line. About the valve means in the supply air line and the exhaust pipe, the escape of hydrogen and thus the amount of hydrogen required can be limited accordingly. In addition, this ensures that the hydrogen atmosphere is maintained in the fuel cell over a comparatively long period of time, so that even at a restart, which takes place only after a relatively long downtime, a life of the fuel cell gentle start is possible.

Gemäß einer sehr vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Idee ist es dabei vorgesehen, dass vor dem Zudosieren von Wasserstoff die Gase, insbesondere der Sauerstoff, in der Brennstoffzelle durch Anlegen einer elektrischen Last ohne Gaszufuhr, insbesondere Sauerstoff- bzw. Luftzufuhr, aufgebraucht werden. Eine solche Möglichkeit zum Aufbrauchen des Sauerstoffs ergibt sich, wenn die Brennstoffzelle elektrisch belastet wird, ohne dass die Gasversorgung weiterhin aufrechterhalten wird. Der Sauerstoff wird dann weitgehend aufgebraucht. Dies kann beispielsweise bis zum Erreichen einer Grenzspannung erfolgen. Danach wird die Brennstoffzelle elektrisch abgeschaltet und das eingangs beschriebene Verfahren startet. Durch dieses elektrische Aufbrauchen von Sauerstoff im Kathodenraum ist bei weitem weniger Wasserstoff notwendig, um durch die Oxidation von Wasserstoff und Sauerstoff den Restsauerstoff aufzubrauchen, sodass mit weniger Wasserstoff operiert werden kann bzw. das Verfahren schonender für den Katalysator des Kathodenraums ist.According to a very advantageous development of the idea according to the invention, it is provided that before the metered addition of hydrogen, the gases, in particular the oxygen, in the fuel cell by applying an electrical load without gas supply, in particular oxygen or air supply, are used up. Such a possibility for consuming the oxygen results when the fuel cell is electrically charged, without the gas supply is still maintained. The oxygen is then largely used up. This can be done, for example, until a limit voltage is reached. Thereafter, the fuel cell is switched off electrically and the method described above starts. By this electrical consumption of oxygen in the cathode compartment is far less hydrogen necessary to consume by the oxidation of hydrogen and oxygen, the residual oxygen, so that can be operated with less hydrogen or the process is gentler for the catalyst of the cathode compartment.

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich insbesondere für den Einsatz in Brennstoffzellensystemen, welche häufig abgestellt und wieder gestartet werden müssen. Dies gilt insbesondere für Brennstoffzellensysteme in Fahrzeugen, welche dort zur Bereitstellung von elektrischer Antriebsleistung dienen. Diese Brennstoffzellensysteme sollten darüber hinaus trotz der schwierigen Anforderungen an sie eine hohe Lebensdauer erzielen, um die Fahrzeugkosten in Grenzen zu halten und Brennstoffzellenfahrzeuge gegenüber herkömmlichen Fahrzeugen attraktiv gestalten zu können. Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich deshalb insbesondere für die Anwendung in derartigen Brennstoffzellensystemen, welche zur Bereitstellung von elektrischer Antriebsleistung in Fahrzeugen eingesetzt werden.The inventive method is particularly suitable for use in fuel cell systems, which often have to be turned off and restarted. This applies in particular to fuel cell systems in vehicles, which serve there to provide electrical drive power. These fuel cell systems should also achieve a long service life, despite the difficult demands on them, in order to limit vehicle costs and make fuel cell vehicles attractive compared to conventional vehicles. The inventive method is therefore particularly suitable for use in such fuel cell systems, which are used to provide electrical drive power in vehicles.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich außerdem aus dem Ausführungsbeispiel, welches nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren näher beschrieben ist.Further advantageous embodiments of the method according to the invention also result from the exemplary embodiment, which is described in more detail below with reference to the figures.

Dabei zeigen:Showing:

1 eine erste mögliche Ausführungsform eines Brennstoffzellensystems zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens; und 1 a first possible embodiment of a fuel cell system for carrying out the method according to the invention; and

2 eine zweite mögliche Ausführungsform eines Brennstoffzellensystems zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. 2 a second possible embodiment of a fuel cell system for carrying out the method according to the invention.

In der Darstellung der 1 ist ein Brennstoffzellensystem 1 in einem angedeuteten Fahrzeug 2 schematisch dargestellt. Das Brennstoffzellensystem 1 umfasst dabei eine Brennstoffzelle 3, welche bevorzugt als Stapel von PEM-Einzelzellen ausgebildet ist. Diese weist einen Anodenraum 4 und einen Kathodenraum 5 auf, welche durch eine protonenleitende Membran 6 voneinander getrennt ausgebildet sind. Dem Kathodenraum 5 wird über eine Luftfördereinrichtung 7 und eine Zuluftleitung 8 Luft als Sauerstofflieferant zugeführt. In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel des Brennstoffzellensystems 1 gelangt die Abluft aus dem Kathodenraum 5 über eine Abluftleitung 9 aus dem System. Weitere Komponenten wie beispielsweise Befeuchter, ein katalytischer Brenner, eine Abgasturbine oder dergleichen sind aus dem allgemeinen Stand der Technik bekannt und könnten ebenfalls vorgesehen sein. Sie sind für die hier vorliegende Erfindung jedoch von untergeordneter Bedeutung und deshalb nicht dargestellt.In the presentation of the 1 is a fuel cell system 1 in an indicated vehicle 2 shown schematically. The fuel cell system 1 includes a fuel cell 3 , which is preferably formed as a stack of PEM single cells. This has an anode compartment 4 and a cathode compartment 5 on, which by a proton-conducting membrane 6 are formed separately from each other. The cathode compartment 5 is via an air conveyor 7 and a supply air line 8th Air supplied as an oxygen supplier. In the embodiment of the fuel cell system shown here 1 the exhaust air comes out of the cathode compartment 5 via an exhaust pipe 9 from the system. Other components such as humidifiers, a catalytic burner, an exhaust gas turbine or the like are known in the general state of the art and could also be provided. However, they are of minor importance to the present invention and therefore not shown.

Dem Anodenraum 4 der Brennstoffzelle 3 wird Wasserstoff aus einem Druckgasspeicher 10 über eine Druckregel- und Dosiereinrichtung 11 zugeführt. Nicht verbrauchter Wasserstoff gelangt über eine Rezirkulationsleitung 12 und eine Rezirkulationsfördereinrichtung 13, welche hier beispielhaft als Rezirkulationsgebläse ausgebildet ist, zurück zum Eingang des Anodenraums 4 und wird diesem vermischt mit frischem Wasserstoff erneut zugeführt. Dieser Aufbau wird auch als Anodenkreislauf bzw. Anodenloop bezeichnet. Da sich in dem Anodenkreislauf mit der Zeit inerte Gase, welche durch die Membranen 6 der Brennstoffzelle 3 diffundieren und im Bereich des Anodenraums 4 entstehendes Produktwasser anreichern, müssen diese Stoffe z. B. von Zeit zu Zeit abgelassen werden, um die Wasserstoffkonzentration in dem Anodenkreislauf auf einem gewünschten Niveau zu halten. Hierfür ist in der Darstellung der 1 in der Rezirkulationsleitung 12 ein Wasserabscheider 14 angeordnet, welcher über eine Abblas- und Ablassleitung 15 mit der Zuluftleitung 8 zum Kathodenraum 5 verbunden ist. Über ein Ablass- und Abblasventil 16 kann bei Bedarf Wasser und/oder Gas durch die Leitung 15 abgeführt werden. Eventuell in dem Gas vorhandener Restwasserstoff kann dann im Bereich des Katalysators im Kathodenraum 5 mit dem Sauerstoff abreagieren, sodass Wasserstoffemissionen an die Umgebung sicher und zuverlässig verhindert werden können. Dieser Aufbau ist bekannt und wird in der eingangs genannten WO 2008/052578 A1 beschrieben.The anode compartment 4 the fuel cell 3 becomes hydrogen from a compressed gas storage 10 via a pressure regulating and metering device 11 fed. Unconsumed hydrogen passes through a recirculation line 12 and a recirculation conveyor 13 , which is exemplified here as a recirculation fan, back to the entrance of the anode compartment 4 and is added to this mixed with fresh hydrogen again. This structure is also referred to as an anode circuit or anode loop. As in the anode cycle with time inert gases passing through the membranes 6 the fuel cell 3 diffuse and in the area of the anode space 4 Enrich resulting product water, these substances must, for. B. be discharged from time to time to keep the hydrogen concentration in the anode circuit at a desired level. This is in the presentation of the 1 in the recirculation line 12 a water separator 14 arranged, which via a blow-off and drain line 15 with the supply air line 8th to the cathode compartment 5 connected is. Via a drain and blow off valve 16 If necessary, water and / or gas can pass through the pipe 15 be dissipated. Any existing in the gas residual hydrogen can then in the range of the catalyst in the cathode compartment 5 Abreact with the oxygen, so that hydrogen emissions to the environment can be safely and reliably prevented. This structure is known and is mentioned in the aforementioned WO 2008/052578 A1 described.

Ein alternativer Aufbau des Brennstoffzellensystems 1 ohne Darstellung des angedeuteten Fahrzeugs 2 ist in 2 zu erkennen. Das Brennstoffzellensystem 1, wie es dort beschrieben ist, weist lediglich einige kleine Unterschiede gegenüber dem bisher beschriebenen Brennstoffzellensystem 1 auf. Ein erster Unterschied besteht darin, dass die Rezirkulationsfördereinrichtung 13 hier als Gasstrahlpumpe und nicht als Gebläse ausgebildet ist. Genauso gut wäre eine Kombination dieser beiden Bauarten denkbar.An alternative construction of the fuel cell system 1 without representation of the indicated vehicle 2 is in 2 to recognize. The fuel cell system 1 As described there, only a few small differences compared to the previously described fuel cell system 1 on. A first difference is that the recirculation conveyor 13 is designed here as a gas jet pump and not as a fan. Equally well a combination of these two types would be conceivable.

Ein weiterer Unterschied besteht darin, dass hier keine kombinierte Abblas- und Ablassleitung 15 mit entsprechendem Ventil 16 vorhanden ist, sondern dass der Wasserabscheider 14 über ein Ablassventil 17 und eine Ablassleitung 18 mit der Abluftleitung 9 verbunden ist, während Gase über eine reine Abblasleitung 19 mit einem Abblasventil 20 in den Bereich der Zuluftleitung 8 abgeführt werden. Dies entspricht im Wesentlichen dem in der genannten WO-Schrift beschriebenen Stand der Technik.Another difference is that there is no combined blow-off and drain line 15 with corresponding valve 16 is present but that the water separator 14 via a drain valve 17 and a drain line 18 with the exhaust pipe 9 is connected, while gases through a pure blow-off 19 with a blow-off valve 20 in the area of the supply air line 8th be dissipated. This essentially corresponds to the prior art described in the cited WO document.

Diese Ausführungen des Brennstoffzellensystems 1 werden nun beim Abstellen des Brennstoffzellensystems 1 jeweils so betrieben, dass die Luftfördereinrichtung 7 abgestellt und damit die Zufuhr von frischer Luft in die Brennstoffzelle 3 gestoppt wird. Gleichzeitig kann Restluft im Kathodenraum 5 beispielsweise durch weitere elektrische Leistungsentnahme und Einspeicherung dieser Leistung in einer Batterie aufgebraucht werden. Anschließend werden Ventileinrichtungen 21, 22, welche in der Abluftleitung 9 und der Zuluftleitung 8 angeordnet sind, verschlossen. Hierdurch wird sicher und zuverlässig das Nachströmen von frischer Luft bzw. frischem Sauerstoff beispielsweise durch Windeffekte, Konvektionseffekte oder dergleichen vermieden. Anschließend wird bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 das kombinierte Abblas- und Ablassventil 16 und bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 2 das Abblasventil 20 geöffnet. Bei weiterhin erfolgender Wasserstoffdosierung über die Druckregel- und Dosiereinrichtung 11 aus dem Druckgasspeicher 10 strömt so frischer Wasserstoff in den Anodenraum 4 ein und gelangt über das kombinierte Abblas- und Ablassventil 16 bzw. das Abblasventil 20 in den Bereich der Zuluftleitung 8 und strömt so auch in den Kathodenraum 5 sowie die Leitungsabschnitte der Zuluftleitung 8 und der Abluftleitung 9 zwischen dem Kathodenraum 5 und den jeweiligen Ventileinrichtungen 21, 22 ein. Sobald eine vorgegebene Wasserstoffmenge durch die Druckregel- und Dosiereinrichtung 11 geströmt ist bzw. ein gewisser Druck in dem Brennstoffzellensystem 1 erreicht worden ist, kann die Wasserstoffzufuhr abgestellt werden. Jetzt ist, ohne dass hierfür zusätzliche konstruktive Maßnahmen und Bauelemente notwendig waren, sichergestellt, dass Wasserstoff sowohl auf der Anodenseite als auch der Kathodenseite des Brennstoffzellensystems 1 vorliegt. Über einen längeren Zeitraum des abgestellten Brennstoffzellensystems 1 hinweg kann so eine Wasserstoffatmosphäre auf der Kathodenseite und der Anodenseite des Brennstoffzellensystems 1 aufrechterhalten werden. Hierdurch kann ein sehr schonender Wiederstart des Brennstoffzellensystems 1 bei der Wiederinbetriebnahme des Fahrzeugs 2 erfolgen, ohne dass eine Alterung und Verschlechterung der Brennstoffzelle 3 auftritt.These versions of the fuel cell system 1 are now stopping the fuel cell system 1 each operated so that the air conveyor 7 turned off and thus the supply of fresh air into the fuel cell 3 is stopped. At the same time, residual air in the cathode compartment 5 For example, be consumed by further electrical power extraction and storage of this power in a battery. Subsequently, valve devices 21 . 22 , which in the exhaust duct 9 and the supply air line 8th are arranged, closed. As a result, the subsequent flow of fresh air or fresh oxygen, for example by wind effects, convection effects or the like is avoided safely and reliably. Subsequently, in the embodiment according to 1 the combined blow-off and drain valve 16 and in the embodiment according to 2 the blow-off valve 20 open. If the hydrogen metering continues via the pressure regulating and metering device 11 from the compressed gas storage 10 so fresh hydrogen flows into the anode compartment 4 and passes through the combined blow-off and drain valve 16 or the blow-off valve 20 in the area of the supply air line 8th and so also flows into the cathode compartment 5 as well as the line sections of the supply air line 8th and the exhaust duct 9 between the cathode compartment 5 and the respective valve means 21 . 22 one. Once a predetermined amount of hydrogen through the pressure regulating and metering device 11 has flowed or a certain pressure in the fuel cell system 1 has been reached, the hydrogen supply can be turned off. Now, without additional design measures and components were necessary to ensure that hydrogen both on the anode side and the cathode side of the fuel cell system 1 is present. Over a longer period of the parked fuel cell system 1 so can a hydrogen atmosphere on the cathode side and the anode side of the fuel cell system 1 be maintained. This allows a very gentle restart of the fuel cell system 1 when restarting the vehicle 2 done without any aging and deterioration of the fuel cell 3 occurs.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • US 2005/0031917 A1 [0002] US 2005/0031917 A1 [0002]
  • WO 2008/052578 A1 [0003, 0015] WO 2008/052578 A1 [0003, 0015]

Claims (5)

Verfahren zum Abstellen eines Brennstoffzellensystems (1), wobei nach dem Abstellen Wasserstoff sowohl auf die Kathodenseite als auch auf die Anodenseite dosiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ventil (16, 20) in einer Leitung (15, 19) für das Abblasen von Gas und/oder Ablassen von Wasser aus einem Anodenkreislauf in die Zuluftleitung (8) oder die Abluftleitung (9) geöffnet und Wasserstoff über die Wasserstoffversorgung auf die Anodenseite zudosiert wird.Method for parking a fuel cell system ( 1 ), wherein after stopping hydrogen is metered both on the cathode side and on the anode side, characterized in that a valve ( 16 . 20 ) in a line ( 15 . 19 ) for blowing off gas and / or discharging water from an anode circuit into the supply air line ( 8th ) or the exhaust duct ( 9 ) and hydrogen is added via the hydrogen supply to the anode side. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuluftleitung (8) und die Abluftleitung (9) über Ventileinrichtungen (21, 22) zeitlich vor der Wasserstoffdosierung auf die Anodenseite abgesperrt werden.A method according to claim 1, characterized in that the supply air line ( 8th ) and the exhaust duct ( 9 ) via valve devices ( 21 . 22 ) be shut off before the hydrogen metering on the anode side. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Zudosieren von Wasserstoff die Gase, insbesondere der Sauerstoff, in der Brennstoffzelle (3) durch Anlegen einer elektrischen Last ohne Gaszufuhr, insbesondere Sauerstoffzufuhr, aufgebraucht werden.A method according to claim 1 or 2, characterized in that prior to the metered addition of hydrogen, the gases, in particular the oxygen, in the fuel cell ( 3 ) are consumed by applying an electrical load without gas supply, in particular oxygen supply. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Last angelegt bleibt, bis eine Spannung der Brennstoffzelle (3) eine Grenzspannung erreicht oder unterschritten hat.Method according to claim 3, characterized in that the electrical load remains applied until a voltage of the fuel cell ( 3 ) has reached or fallen below a threshold voltage. Verwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5 in einem Brennstoffzellensystem (1), welches in einem Fahrzeug (2) zur Bereitstellung von elektrischer Antriebsleistung dient.Use of the method according to one of claims 1 to 5 in a fuel cell system ( 1 ), which in a vehicle ( 2 ) is used to provide electrical drive power.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050031917A1 (en) 2003-08-06 2005-02-10 Margiott Paul R. Hydrogen passivation shut down system for a fuel cell power plant
WO2008052578A1 (en) 2006-10-31 2008-05-08 Daimler Ag Fuel cycle of a fuel cell system and method for operating a fuel cell system

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050031917A1 (en) 2003-08-06 2005-02-10 Margiott Paul R. Hydrogen passivation shut down system for a fuel cell power plant
WO2008052578A1 (en) 2006-10-31 2008-05-08 Daimler Ag Fuel cycle of a fuel cell system and method for operating a fuel cell system

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