DE102020131422A1 - Fuel cell with flushing device - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Brennstoffzelle (10), die dazu eingerichtet ist, Wasserstoff und Sauerstoff in Wasser umzuwandeln, um daraus elektrische Energie zu erzeugen, wobei die Brennstoffzelle (10) wenigstens eine Membran-Elektroden Anordnung mit einem Anodenbereich (12), einem Kathodenbereich (14), einer dazwischen angeordneten Membran (16) und Gaskanäle (18a, 18b) aufweist, wobei die Gaskanäle (18a, 18b) dazu eingerichtet sind, Wasserstoff in dem Anodenbereich (12) und Sauerstoff in dem Kathodenbereich (14) zu verteilen. Dabei ist vorgesehen, dass die Brennstoffzelle (10) ferner eine mit den Gaskanälen (18a, 18b) in Wirkverbindung stehende Spülungseinrichtung (20) aufweist, die dazu eingerichtet ist, ein flüssiges Wasservolumen (Vol) durch die Gaskanäle (18a, 18b) zu leiten, wobei in den Gaskanälen (18a, 18b) bereits vorhandene Wassertropfen (Tr) in dem sich durch die Gaskanäle (18a, 18b) bewegendem flüssigen Wasservolumen (Vol) aufgenommen werden.

The invention relates to a fuel cell (10) which is set up to convert hydrogen and oxygen into water in order to generate electrical energy therefrom, the fuel cell (10) having at least one membrane electrode arrangement with an anode area (12), a cathode area ( 14), a membrane (16) arranged therebetween and gas channels (18a, 18b), the gas channels (18a, 18b) being arranged to distribute hydrogen in the anode region (12) and oxygen in the cathode region (14). It is provided that the fuel cell (10) also has a flushing device (20) that is operatively connected to the gas channels (18a, 18b) and is set up to conduct a liquid water volume (Vol) through the gas channels (18a, 18b). , with water droplets (Tr) already present in the gas channels (18a, 18b) being taken up in the liquid water volume (Vol) moving through the gas channels (18a, 18b).

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennstoffzelle, die dazu eingerichtet ist, Wasserstoff und Sauerstoff in Wasser umzuwandeln, um daraus elektrische Energie zu erzeugen, wobei die Brennstoffzelle wenigstens eine Membran-Elektroden Anordnung mit einem Anodenbereich, einem Kathodenbereich, einer dazwischen angeordneten Membran und Gaskanäle aufweist, wobei die Gaskanäle dazu eingerichtet sind, Wasserstoff in dem Anodenbereich und Sauerstoff in dem Kathodenbereich zu verteilen.The invention relates to a fuel cell which is set up to convert hydrogen and oxygen into water in order to generate electrical energy therefrom, the fuel cell having at least one membrane-electrode arrangement with an anode area, a cathode area, a membrane arranged in between and gas channels, wherein the gas channels are arranged to distribute hydrogen in the anode area and oxygen in the cathode area.

Aus der Druckschrift DE 11 2006 000 958 T5 ist eine Brennstoffzelle mit Gaskanälen bekannt, die in ihren Innenwandflächen Wasserrückhaltenutbereiche zum Zurückhalten von mindestens einem Teil eines in den Gaskanälen erzeugten Wassers aufweisen.From the pamphlet DE 11 2006 000 958 T5 there is known a fuel cell having gas passages formed in their inner wall surfaces with water retaining groove portions for retaining at least a part of water generated in the gas passages.

Aus der Druckschrift DE 10 2017 110 093 A1 ist ein Brennstoffzellen-Spülkanalsystem mit einem Spülkanal bekannt, in welchem angesammeltes Wasser durch Spülgas zu einem Auslassventil des Spülkanals transportiert wird.From the pamphlet DE 10 2017 110 093 A1 a fuel cell scavenging duct system with a scavenging duct is known, in which accumulated water is transported by scavenging gas to an outlet valve of the scavenging duct.

Aus der Druckschrift DE 10 2018 215 892 A1 ist ein Brennstoffzellenstapel mit einer Mikrowellenquelle zur Erzeugung von Mikrowellenstrahlung bekannt, um Wasser in einem Brennstoffaustrittskanal und in einem Oxidationsmittelaustrittskanal zu verdampfen.From the pamphlet DE 10 2018 215 892 A1 discloses a fuel cell stack having a microwave source for generating microwave radiation to vaporize water in a fuel exit channel and in an oxidant exit channel.

Brennstoffzellen nutzen die chemische Umsetzung eines Brennstoffs, zum Beispiel Wasserstoff mit Sauerstoff zu Wasser, um elektrische Energie zu erzeugen. Als Kernkomponente enthalten sie eine sogenannte Membran-Elektroden Anordnung (MEA), die aus einer ionenleitenden Membran und jeweils einer beidseitig an der Membran angeordneten katalytischen Elektrode (Anode und Kathode) gebildet wird. Über Gaskanäle wird Wasserstoff in einem Anodenbereich und Sauerstoff in einem Kathodenbereich verteilt. In der Regel wird eine Brennstoffzelle aus einer Vielzahl im Stapel angeordneter MEAs gebildet.Fuel cells use the chemical reaction of a fuel, for example hydrogen with oxygen to form water, to generate electrical energy. As a core component, they contain what is known as a membrane-electrode assembly (MEA), which is formed from an ion-conducting membrane and a catalytic electrode (anode and cathode) arranged on both sides of the membrane. Hydrogen is distributed in an anode area and oxygen in a cathode area via gas channels. A fuel cell is usually formed from a large number of MEAs arranged in a stack.

Eine solche Brennstoffzelle erzeugt während ihres Betriebs Wasser. Dieses Wasser kondensiert wenn die Brennstoffzelle abkühlt (beispielsweise bei einem Abstellen der Brennstoffzelle). Hierbei bilden sich unter anderen Wassertropfen, die sich in den Gaskanälen ansammeln. Gefrieren diese Wassertropfen, dann kann es zu einer Verstopfung der Gaskanäle kommen. Bei wiederaufgenommenen Betrieb der Brennstoffzelle kann damit eine schädigende Unterversorgung der Elektroden einhergehen, was nachteilig für die Brennstoffzelle ist.Such a fuel cell generates water during its operation. This water condenses when the fuel cell cools down (when the fuel cell is shut down, for example). Here, among other things, water droplets are formed, which accumulate in the gas channels. If these water droplets freeze, the gas channels can become blocked. When operation of the fuel cell is resumed, this can be accompanied by a damaging undersupply of the electrodes, which is disadvantageous for the fuel cell.

Üblicherweise werden die Gaskanäle daher vor einem Abkühlvorgang mit hohem Druck und hoher Durchflussmenge gespült, um so die Wassertropfen auszutragen. Da diese Methode jedoch langwierig und ineffektiv ist, wird zusätzlich sichergestellt, dass während des Betriebs der Brennstoffzelle nicht zu viel Wasser erzeugt wird. Mit anderen Worten, die Betriebsbedingungen der Brennstoffzelle werden an einen Zustand angepasst, der erst beim Abstellen der Brennstoffzelle wichtig wird. Nämlich dann, wenn Wassertropfen durch das Abkühlen der Brennstoffzelle die Gaskanäle verstopfen und bei einer Temperatur unter 0°C gefrieren können. Durch diese Vorgehensweise wird aber die Effizienz der Brennstoffzelle reduziert.The gas channels are therefore usually flushed before a cooling process with high pressure and a high flow rate in order to discharge the water droplets. However, since this method is tedious and ineffective, it also ensures that too much water is not generated during the operation of the fuel cell. In other words, the operating conditions of the fuel cell are adjusted to a state that only becomes important when the fuel cell is shut down. Namely when water droplets clog the gas channels due to the cooling of the fuel cell and can freeze at a temperature below 0°C. However, this procedure reduces the efficiency of the fuel cell.

Hinsichtlich obiger Problematik ist eine Möglichkeit, die Gaskanalkonfiguration entsprechend anzupassen bzw. abzuändern, was jedoch eine umfangreiche Anpassung der gesamten Brennstoffzellenkonfiguration erfordert.With regard to the above problem, one possibility is to adjust or modify the gas channel configuration accordingly, which, however, requires extensive adjustment of the entire fuel cell configuration.

Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird daher darin gesehen, einen verbesserten Spülungsvorgang für eine Brennstoffzelle bereitzustellen, der die Effizienz der Brennstoffzelle nicht beeinträchtigt.The object on which the invention is based is therefore seen as providing an improved flushing process for a fuel cell that does not impair the efficiency of the fuel cell.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Brennstoffzelle mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 9. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.This object is achieved by a fuel cell having the features of patent claim 1 and by a method having the features of claim 9. Advantageous configurations with expedient developments are specified in the dependent patent claims.

Vorgeschlagen wird also eine Brennstoffzelle, die dazu eingerichtet ist, Wasserstoff und Sauerstoff in Wasser umzuwandeln, um daraus elektrische Energie zu erzeugen, wobei die Brennstoffzelle wenigstens eine Membran-Elektroden Anordnung mit einem Anodenbereich, einem Kathodenbereich, einer dazwischen angeordneten Membran und Gaskanäle aufweist, wobei die Gaskanäle dazu eingerichtet sind, Wasserstoff in dem Anodenbereich und Sauerstoff in dem Kathodenbereich zu verteilen. Dabei ist vorgesehen, dass die Brennstoffzelle ferner eine mit den Gaskanälen in Wirkverbindung stehende Spülungseinrichtung aufweist, die dazu eingerichtet ist, ein flüssiges Wasservolumen durch die Gaskanäle zu leiten, wobei in den Gaskanälen bereits vorhandene Wassertropfen in dem sich durch die Gaskanäle bewegendem flüssigen Wasservolumen aufgenommen werden.A fuel cell is therefore proposed which is set up to convert hydrogen and oxygen into water in order to generate electrical energy therefrom, the fuel cell having at least one membrane-electrode arrangement with an anode area, a cathode area, a membrane arranged in between and gas channels, wherein the gas channels are arranged to distribute hydrogen in the anode area and oxygen in the cathode area. It is provided that the fuel cell also has a flushing device that is operatively connected to the gas channels and is set up to conduct a liquid volume of water through the gas channels, with water droplets already present in the gas channels being absorbed into the liquid volume of water moving through the gas channels .

Durch das flüssige Wasservolumen werden die in den Gaskanälen der Brennstoffzelle vorhandenen Wassertropfen „eingesammelt“ und ausgetragen. Es ist daher nicht nötig die Brennstoffzelle unter speziellen Betriebsbedingungen zu betreiben, die die Bildung von Wasser reduzieren und dadurch die Effizienz verringern. Mit anderen Worten, eine Wasserfreiheit bei einem Abstellen der Brennstoffzelle muss nicht berücksichtig werden, so dass die Brennstoffzelle ohne Einschränkungen betreibbar ist.The water droplets present in the gas channels of the fuel cell are "collected" and discharged by the liquid water volume. It is therefore not necessary to operate the fuel cell under special operating conditions that reduce the formation of water and thereby reduce efficiency. In other words, freedom from water when the fuel cell is switched off does not have to be taken into account, so that the fuel cell can be operated without restrictions.

Die Wassertropfen können dabei durch zwischen den Wassertropfen und dem flüssigen Wasservolumen wirkende Adhäsionskräfte in das flüssige Wasservolumen aufgenommen werden.The water droplets can be absorbed into the liquid water volume by adhesion forces acting between the water droplets and the liquid water volume.

Ferner kann das flüssige Wasservolumen mit einer derartigen Geschwindigkeit durch die Gaskanäle geleitet werden, dass in den Gaskanälen nach Durchlauf des Wasservolumens keine Wassertropfen zurückbleiben. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass zum einen alle bereits vorhandenen Wassertropfen in den Gaskanälen in dem Wasservolumen aufgenommen werden und zum anderen keine zusätzlichen bzw. neuen Wassertropfen aus dem Wasservolumen zurückbleiben, die nach dem gezielten Spülvorgang zu einer Verstopfung der Gaskanäle und somit zu einer Schädigung der Brennstoffzelle führen können.Furthermore, the liquid volume of water can be passed through the gas channels at such a speed that no water droplets remain in the gas channels after the volume of water has passed through. This ensures that, on the one hand, all the water droplets already present in the gas channels are absorbed by the water volume and, on the other hand, no additional or new water droplets from the water volume remain, which, after the targeted rinsing process, could lead to a blockage of the gas channels and thus damage to the Fuel cell can lead.

Die Brennstoffzelle kann eine Steuerungseinheit aufweisen, die dazu eingerichtet ist, die Spülungseinrichtung zu steuern.The fuel cell can have a control unit that is set up to control the flushing device.

In diesem Zusammenhang kann die Steuerungseinheit die Spülungseinrichtung nach einem Abkühlvorgang der Brennstoffzelle aktivieren, wobei zumindest teilweise das während eines Betriebsvorgangs der Brennstoffzelle erzeugte Wasser während des Abkühlvorgangs kondensiert und die Wassertropfen in den Gaskanälen bildet.In this context, the control unit can activate the flushing device after the fuel cell has cooled down, with the water produced during an operating process of the fuel cell condensing at least partially during the cooling down process and forming the water droplets in the gas channels.

Die Brennstoffzelle kann auch einen Sensor aufweisen, der die Geschwindigkeit des durch die Gaskanäle geleiteten flüssigen Wasservolumens bestimmen und der Steuerungseinheit bereitstellen kann. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass das flüssige Wasservolumen die nötige Geschwindigkeit aufweist, oder die Steuerungseinheit kann eine Anpassung der Geschwindigkeit durch entsprechendes Steuern der Spülungseinrichtung veranlassen.The fuel cell can also have a sensor that can determine the speed of the liquid water volume conducted through the gas channels and can provide it to the control unit. This can ensure that the liquid volume of water has the necessary speed, or the control unit can cause the speed to be adjusted by controlling the flushing device accordingly.

Die Brennstoffzelle kann einen mit der Spülungseinrichtung verbundenen Wasserspeicher aufweisen.The fuel cell can have a water reservoir connected to the flushing device.

Die Spülungseinrichtung kann ferner eine Pumpe oder ein Ventil aufweisen. Durch die Pumpe oder das Ventil kann das in dem Wasserspeicher gespeicherte flüssige Wasservolumen durch die Gaskanäle geleitet und in den Wasserspeicher zurückgeführt werden.The flushing device can also have a pump or a valve. The liquid volume of water stored in the water reservoir can be conducted through the gas channels and returned to the water reservoir by the pump or the valve.

Die obige Aufgabe wird auch gelöst durch ein Verfahren zum Spülen einer oben beschriebenen Brennstoffzelle, umfassend die Schritte:

• Bestimmen eines Betriebszustands der Brennstoffzelle;

The above object is also achieved by a method for flushing a fuel cell described above, comprising the steps:

• determining an operating state of the fuel cell;

in Abhängigkeit von dem bestimmten Betriebszustand, Einleiten des flüssigen Wasservolumens durch die Gaskanäle der Brennstoffzelle, wobei in den Gaskanälen bereits vorhandene Wassertropfen in dem flüssigem Wasservolumen aufgenommen werden.depending on the specific operating state, introducing the liquid volume of water through the gas channels of the fuel cell, droplets of water already present in the gas channels being absorbed into the liquid volume of water.

Durch das Einleiten des flüssigen Wasservolumens werden die in den Gaskanälen vorhandenen Wassertropfen aus den Gaskanälen gespült. Es ist daher keine angepasste Betriebsweise der Brennstoffzelle nötig, um eine Wasserfreiheit bei einem Abstellen der Brennstoffzelle zu garantieren. Dadurch wird die Effizienz der Brennstoffzelle gesteigert.By introducing the liquid volume of water, the water droplets present in the gas channels are flushed out of the gas channels. It is therefore not necessary to adapt the fuel cell's mode of operation in order to guarantee freedom from water when the fuel cell is switched off. This increases the efficiency of the fuel cell.

Dabei können die Wassertropfen durch zwischen den Wassertropfen und dem flüssigen Wasservolumen wirkende Adhäsionskräfte in das flüssige Wasservolumen aufgenommen werden.The water droplets can be absorbed into the liquid water volume by adhesion forces acting between the water droplets and the liquid water volume.

Das flüssige Wasservolumen kann mit einer derartigen Geschwindigkeit durch die Gaskanäle geleitet werden, dass in den Gaskanälen nach Durchlauf des Wasservolumens keine Wassertropfen zurückbleiben.The liquid volume of water can be conducted through the gas channels at such a speed that no water droplets remain in the gas channels after the volume of water has passed through.

Ferner kann der Betriebszustand einen Abkühlvorgang der Brennstoffzelle und einen Betriebsvorgang der Brennstoffzelle umfassen, wobei das flüssige Wasservolumen nach dem Abkühlvorgang der Brennstoffzelle durch die Gaskanäle geleitet wird, so dass alle Wassertropfen ausgetragen werden können.Further, the operating state may include a fuel cell cooling process and a fuel cell operating process, wherein the liquid volume of water is passed through the gas passages after the fuel cell cooling process, so that all water droplets can be discharged.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Figuren. Dabei zeigt:

• 1a eine vereinfachte schematische Prinzipdarstellung einer Ausführungsform einer Brennstoffzelle;
• 1b eine vereinfachte schematische Prinzipdarstellung einer Ausführungsform der Brennstoffzelle;
• 1c eine vereinfachte schematische Prinzipdastellung einer Ausführungsform eines Gaskanals der Brennstoffzelle;
• 2 eine vereinfachte schematische Prinzipdarstellung einer Ausführungsform einer Steuerungseinheit und einer Spülungseinrichtung der Brennstoffzelle;
• 3 ein Ablaufplan einer Ausführungsform eines Verfahrens zum Spülen einer Brennstoffzelle.

Further advantages and details of the invention result from the following description of embodiments with reference to the figures. It shows:

• 1a a simplified schematic basic representation of an embodiment of a fuel cell;
• 1b a simplified schematic basic representation of an embodiment of the fuel cell;
• 1c a simplified schematic basic representation of an embodiment of a gas channel of the fuel cell;
• 2 a simplified schematic basic representation of an embodiment of a control unit and a flushing device of the fuel cell;
• 3 a flowchart of an embodiment of a method for flushing a fuel cell.

In 1a und 1b sind vereinfachte und schematische Prinzipdarstellungen einer Ausführungsform einer Brennstoffzelle 10 zur Erzeugung von elektrischer Energie durch Umwandlung von Wasserstoff und Sauerstoff in Wasser dargestellt. Die in 1a gezeigte Brennstoffzelle 10 weist wenigstens eine Membran-Elektroden Anordnung (MEA) mit einem Anodenbereich 12, einem Kathodenbereich 14, einer dazwischen angeordneten Membran 16 und Gaskanäle 18a, 18b auf. Die Gaskanäle 18a, 18b verteilen Wasserstoff in dem Anodenbereich 12 und Sauerstoff in dem Kathodenbereich 14. Dies ist in 1a vereinfacht durch Pfeile mit Bezug auf H₂ und O₂ illustriert. Ferner umfasst die Brennstoffzelle 10 Bipolarplatten 24, die die MEA umgeben und so ausgestaltet sind, dass sie die Gaskanäle 18a, 18b bilden. Die in 1a gezeigte Form der Bipolarplatten 24 ist jedoch nicht einschränkend und weitere Ausgestaltungen sind möglich.In 1a and 1b are simplified and schematic basic representations of an embodiment of a fuel cell 10 for generating electrical energy by converting hydrogen and oxygen into water. In the 1a Fuel cell 10 shown has at least one membrane-electrode assembly (MEA) with an anode area 12, a cathode area 14, a membrane 16 arranged in between, and gas channels 18a, 18b. The gas channels 18a, 18b distribute hydrogen in the anode region 12 and oxygen in the cathode region 14. This is shown in FIG 1a illustrated simplified by arrows with respect to H ₂ and O ₂ . The fuel cell 10 further includes bipolar plates 24 surrounding the MEA and configured to form the gas channels 18a, 18b. In the 1a However, the shape of the bipolar plates 24 shown is not restrictive and other configurations are possible.

Die Brennstoffzelle 10 weist ferner eine mit den Gaskanälen 18a, 18b in Wirkverbindung stehende Spülungseinrichtung 20 auf, die ein flüssiges Wasservolumen Vol durch die Gaskanäle 18a, 18b leitet. Dies ist in 1b dargestellt, wobei Pfeile die Bewegungsrichtung des Wasservolumens Vol andeuten. Hierdurch werden in den Gaskanälen 18a, 18b bereits vorhandene Wassertropfen Tr, die vereinfacht durch Kreise illustriert sind, in dem sich durch die Gaskanäle 18a, 18b bewegendem flüssigen Wasservolumen Vol aufgenommen.The fuel cell 10 also has a flushing device 20 which is operatively connected to the gas channels 18a, 18b and which conducts a liquid volume of water Vol through the gas channels 18a, 18b. this is in 1b shown, with arrows indicating the direction of movement of the water volume Vol. As a result, drops of water Tr already present in the gas channels 18a, 18b, which are illustrated in simplified form by circles, are absorbed in the liquid volume of water Vol moving through the gas channels 18a, 18b.

In der Regel besteht die Brennstoffzelle 10 aus einer Vielzahl von im Stapel angeordneten MEAs. In dem in 1b gezeigten Beispiel ist dies vereinfacht dargestellt, wobei jeder Gaskanal 18a, 18b repräsentativ für die jeweiligen Gaskanäle 18a, 18b einer MEA steht und mit entsprechenden Zuführungsleitungen 19a, 19b in fluiden Kontakt ist. Die Zuführungsleitungen 19a, 19b sind wiederrum mit der Spülungseinrichtung 20 fluid verbunden und ermöglichen die Zufuhr des flüssigen Wasservolumens Vol in die Gaskanäle 18a, 18b. Ferner zeigt 1b entsprechende Abführungsleitungen 19c, 19d, die das flüssige Wasservolumen Vol nach Durchlauf durch die Gaskanäle 18a, 18b wieder abführen. Hierbei ist nur schematisch dargestellt wie die Gaskanäle 18a, 18b des Stapels mit den entsprechenden Zuführungs- und Abführungsleitungen 19a, 19b, 19c, 19d verbunden sind. Es können verschiedene Konfigurationen realisiert werden. Beispielsweise können während eines regulären Betriebs der Brennstoffzelle 10 verwendete Versorgungs- und Entsorgungsleitungen, die die MEAs mit Wasserstoff und Sauerstoff versorgen und das erzeugte Wasser wieder abführen, als Zuführungs- und Abführungsleitungen 19a, 19b, 19c, 19d verwendet werden.Typically, the fuel cell 10 consists of a plurality of MEAs arranged in a stack. in the in 1b In the example shown, this is shown in a simplified manner, with each gas channel 18a, 18b being representative of the respective gas channels 18a, 18b of an MEA and being in fluid contact with corresponding supply lines 19a, 19b. The supply lines 19a, 19b are in turn fluidly connected to the flushing device 20 and allow the liquid water volume Vol to be supplied into the gas channels 18a, 18b. Furthermore shows 1b corresponding discharge lines 19c, 19d, which discharge the liquid volume of water Vol again after it has passed through the gas channels 18a, 18b. It is only shown schematically how the gas channels 18a, 18b of the stack are connected to the corresponding supply and discharge lines 19a, 19b, 19c, 19d. Different configurations can be realized. For example, supply and discharge lines used during regular operation of the fuel cell 10, which supply the MEAs with hydrogen and oxygen and discharge the water produced again, can be used as supply and discharge lines 19a, 19b, 19c, 19d.

Wenn die Brennstoffzelle 10 während eines Abstellprozesses abkühlt, dann kondensiert das im Betrieb der Brennstoffzelle 10 erzeugte Wasser, wodurch sich Wassertropfen Tr in den Gaskanälen 18a, 18b bilden. Gefrieren die Wassertropfen Tr so führt dies zu einer Verstopfung der Gaskanäle 18a, 18b was wiederrum eine Schädigung der Brennstoffzelle 10 zur Folge hat.When the fuel cell 10 cools down during a shutdown process, the water generated during operation of the fuel cell 10 condenses, as a result of which water droplets Tr form in the gas passages 18a, 18b. If the water droplets Tr freeze, this leads to a blockage of the gas channels 18a, 18b, which in turn results in damage to the fuel cell 10.

Indem die Gaskanäle 18a, 18b mit dem flüssigen Wasservolumen Vol gespült werden, ist es möglich die in den Gaskanälen 18a, 18b vorhandenen Wassertropfen Tr auszutragen. Durch diesen Spülungsvorgang ist es auch nicht erforderlich die Wassererzeugung während des regulären Betriebs der Brennstoffzelle 10 zu reduzieren. Dadurch kann eine Leistungseinschränkung der Brennstoffzelle 10 vermieden werden.By flushing the gas channels 18a, 18b with the liquid volume of water Vol, it is possible to discharge the water droplets Tr present in the gas channels 18a, 18b. This scavenging process also eliminates the need to reduce water generation during regular operation of the fuel cell 10 . As a result, a performance restriction of the fuel cell 10 can be avoided.

Die Wassertropfen Tr können dabei durch zwischen den Wassertropfen Tr und dem flüssigen Wasservolumen Vol wirkende Adhäsionskräfte in das flüssige Wasservolumen Vol aufgenommen werden. In diesem Zusammenhang zeigt 1c einen Gaskanal 18a, 18b der Brennstoffzelle 10 während eines Durchlaufs des flüssigen Wasservolumens Vol. Wie aus 1c ersichtlich nimmt das Wasservolumen Vol einen Wassertropfen Tr mittels der molekular wechselwirkenden Kräfte zwischen den Wassermolekülen in sich auf. Hierdurch können alle in den Gaskanälen 18a, 18b vorhandenen Wassertropfen Tr „eingesammelt“ und ausgetragen werden.The water droplets Tr can be absorbed into the liquid water volume Vol by adhesion forces acting between the water droplets Tr and the liquid water volume Vol. In this context shows 1c a gas channel 18a, 18b of the fuel cell 10 during a passage of the liquid water volume Vol. As shown in FIG 1c As can be seen, the volume of water Vol absorbs a drop of water Tr by means of the molecularly interacting forces between the water molecules. As a result, all the water droplets Tr present in the gas channels 18a, 18b can be “collected” and discharged.

Hierbei können dem flüssigen Wasservolumen Vol zugeordnete Parameter, wie Menge, Temperatur, oder/und dergleichen individuell eingestellt oder/und angepasst werden.Parameters assigned to the liquid water volume Vol, such as quantity, temperature and/or the like, can be set and/or adjusted individually.

Beispielsweise kann die Menge des flüssigen Wasservolumens Vol als Funktion einer Durchmessergröße eines Gaskanals 18a, 18b eingestellt werden, um so einen optimalen Durchfluss bzw. Durchsatz zu ermöglichen. In einem weiteren Beispiel kann die Menge des flüssigen Wasservolumens Vol abhängig von einer Zuführleistung, wie beispielsweise einer Pumpenleistung, eingestellt oder/und angepasst werden. Ebenso möglich ist eine Einstellung in Abhängigkeit von der Anzahl der MEAs in dem Stapel, d.h. abhängig von der Anzahl der Gaskanäle 18a, 18b die während des Spülungsvorgangs durchlaufen werden müssen. Bei einer hohen Anzahl kann dabei eine größere Menge des flüssigen Wasservolumens Vol zur Spülung eingestellt werden. Weitere Szenarien zur Einstellung oder/und Anpassung der Parameter des flüssigen Wasservolumens Vol sind möglich und werden später noch im Detail beschrieben.For example, the amount of liquid water volume Vol can be set as a function of a diameter size of a gas channel 18a, 18b in order to enable an optimal flow or throughput. In a further example, the quantity of the liquid water volume Vol can be set and/or adjusted as a function of a supply capacity, such as a pump capacity. A setting depending on the number of MEAs in the stack is also possible, ie depending on the number of gas channels 18a, 18b that have to be passed through during the flushing process. In the case of a high number, a larger amount of the liquid water volume Vol can be set for rinsing. Other scenarios for setting or/and adjusting the liquid water volume parameters Vol are possible and will be described in detail later.

In einer weiteren Ausführungsform kann das flüssige Wasservolumen Vol mit einer derartigen Geschwindigkeit V durch die Gaskanäle 18, 18a, 18b geleitet, werden, dass in den Gaskanälen 18a, 18b nach Durchlauf des Wasservolumens Vol keine Wassertropfen Tr zurückbleiben. Die Geschwindigkeit V kann dabei so angepasst oder/und eingestellt werden, dass das Wasservolumen Vol als Wasserfront durch die Gaskanäle 18a, 18b getrieben wird ohne dass Wassertropfen aus dem Wasservolumen Vol an den Innenwänden der Gaskanäle 18a, 18b haften bleiben.In a further embodiment, the liquid volume of water Vol can be passed through the gas channels 18, 18a, 18b at such a speed V that no water droplets Tr remain in the gas channels 18a, 18b after the water volume Vol has passed through. The speed V can be adapted and/or set so that the water volume Vol is driven through the gas channels 18a, 18b as a water front without water droplets from the water volume Vol adhering to the inner walls of the gas channels 18a, 18b.

In diesem Kontext können die Innenwände der Gaskanäle 18a, 18b mit einem wasserabweisenden Material beschichtet sein, dass das Anhaften von Wassertropfen Tr weiter reduziert.In this context, the inner walls of the gas passages 18a, 18b may be coated with a water-repellent material that further reduces adhesion of waterdrops Tr.

Die Brennstoffzelle 10 kann ferner eine Steuerungseinheit 22 aufweisen, die die Spülungseinrichtung 20 steuert.The fuel cell 10 can also have a control unit 22 which controls the flushing device 20 .

In einer Ausführungsform kann die Steuerungseinheit 22 die Spülungseinrichtung 20 nach einem Abkühlvorgang AV der Brennstoffzelle 10 aktivieren. Wie oben beschrieben kann zumindest teilweise das während eines Betriebsvorgangs BV der Brennstoffzelle 10 erzeugte Wasser während des Abkühlvorgangs AV kondensieren und die Wassertropfen Tr in den Gaskanälen 18a, 18b bilden.In one embodiment, the control unit 22 can activate the flushing device 20 after a cooling process AV of the fuel cell 10 . As described above, at least part of the water generated during an operating process BV of the fuel cell 10 may condense during the cooling process AV and form the water droplets Tr in the gas passages 18a, 18b.

In einem weiteren Beispiel kann die Steuerungseinheit 22 die Spülungseinrichtung auch dazu veranlassen das flüssige Wasservolumens Vol einzustellen oder/und anzupassen. Hierdurch kann beispielsweise auf veränderte Betriebsbedingungen der Brennstoffzelle 10 wie Betriebsdauer, Belastungsgrad, oder/und dergleichen reagiert werden, so dass eine optimale Spülung der Gaskanäle 18a, 18b gewährleistet werden kann.In a further example, the control unit 22 can also cause the flushing device to set and/or adapt the liquid water volume Vol. In this way, for example, it is possible to react to changed operating conditions of the fuel cell 10, such as operating time, load level and/or the like, so that optimal flushing of the gas channels 18a, 18b can be ensured.

Die Brennstoffzelle 10 kann ferner einen Sensor 28 aufweisen, der die Geschwindigkeit V des durch die Gaskanäle 18a, 18b geleiteten flüssigen Wasservolumens Vol bestimmt und der Steuerungseinheit 22 bereitstellt. In 2 ist die Steuerungseinheit 22 in funktionalen Zusammenwirken mit der Spülungseinrichtung 20 und dem Sensor 28 der Brennstoffzelle 10 dargestellt. Die durch den Sensor 28 bestimmte Geschwindigkeit V des Wasservolumens Vol wird der Steuerungseinheit 22 bereitgestellt, was durch einen Pfeil illustriert ist. Anhand der bestimmten Geschwindigkeit V kann die Steuerungseinheit 22 feststellen ob eine Anpassung der Geschwindigkeit V nötig ist, und wenn ja, diese durch entsprechendes Steuern der Spülungseinrichtung 20 vornehmen. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass das Wasservolumen Vol die nötige Geschwindigkeit V aufweist, so dass keine zusätzlichen Wassertropfen Tr durch die Spülung in den Gaskanälen 18a, 18b zurückbleiben.The fuel cell 10 can also have a sensor 28 which determines the speed V of the liquid water volume Vol conducted through the gas channels 18a, 18b and makes it available to the control unit 22 . In 2 the control unit 22 is shown in functional interaction with the flushing device 20 and the sensor 28 of the fuel cell 10 . The speed V of the water volume Vol determined by the sensor 28 is made available to the control unit 22, which is illustrated by an arrow. Based on the determined speed V, the control unit 22 can determine whether an adjustment of the speed V is necessary, and if so, carry out this by controlling the flushing device 20 accordingly. In this way it can be ensured that the water volume Vol has the necessary speed V, so that no additional water droplets Tr remain in the gas channels 18a, 18b as a result of the flushing.

Die Brennstoffzelle 10 kann auch einen mit der Spülungseinrichtung 20 verbundenen Wasserspeicher 26 aufweisen, was in 1b dargestellt ist.The fuel cell 10 can also have a water reservoir 26 connected to the flushing device 20, which is shown in 1b is shown.

Die Spülungseinrichtung 20 kann ferner eine Pumpe oder ein Ventil aufweisen (nicht in 1b gezeigt), wobei die Pumpe oder das Ventil, das in dem Wasserspeicher 26 gespeicherte flüssige Wasservolumen Vol durch die Gaskanäle 18a, 18b leiten und nach dem Spülvorgang in den Wasserspeicher 26 zurückführen kann. In diesem Zusammenhang können auch weitere Ventile bereitgestellt werden (nicht in 1b gezeigt), die den Zugang der Zuführungsleitungen 19a, 19b bzw. der Abführungsleitungen 19c, 19d, regulieren. So kann beispielsweise, wenn die Versorgungs- bzw. Entsorgungsleitungen als Zuführungs- bzw. Abführungsleitungen 19a, 19b, 19c, 19d dienen, während des regulären Betriebs, d.h. während des Betriebsvorgangs BV der Brennstoffzelle 10, der Zugang zu der Spülungseinrichtung 20 durch ein entsprechendes Ventil geschlossen und während des Abkühlvorgangs AV der Brennstoffzelle 10 geöffnet werden. In einem weiteren Beispiel können auch Druckschaltventile zum Einsatz kommen, um so einen Druck des in die Gaskanäle 18a, 18b einzubringenden flüssigen Wasservolumens Vol zu regulieren. Die Druckschaltventile können beispielsweise die Zuführungsleitungen 19a, 19b so lange absperren, bis der an diesen Ventilen eingestellte Druck erreicht wird und sich die Ventile öffnen. Ebenso kann die Steuerungseinheit 22 die Pumpe oder/und die Ventile der Spülungseinrichtung 20 deart ansteuern, dass die Geschwindigkeit V des flüssigen Wasservolumens Vol auf einen festgelegten Wert eingestellt, oder angepasst werden kann. Dies ist beispielhaft zu verstehen für jede einzelne Maßnahme oder für mögliche Kombinationen.The flushing device 20 can also have a pump or a valve (not in 1b shown), wherein the pump or the valve, the stored in the water tank 26 liquid water volume Vol through the gas channels 18a, 18b and lead back into the water tank 26 after the flushing process. In this context, other valves can also be provided (not in 1b shown), which regulate the access of the supply lines 19a, 19b and the discharge lines 19c, 19d. For example, if the supply or disposal lines serve as supply or discharge lines 19a, 19b, 19c, 19d, during regular operation, ie during the operating process BV of the fuel cell 10, access to the flushing device 20 through a corresponding valve closed and opened during the cooling process AV of the fuel cell 10. In a further example, pressure switching valves can also be used in order to regulate a pressure of the liquid water volume Vol to be introduced into the gas channels 18a, 18b. The pressure switching valves can, for example, shut off the supply lines 19a, 19b until the pressure set at these valves is reached and the valves open. Likewise, the control unit 22 can control the pump and/or the valves of the flushing device 20 in such a way that the speed V of the liquid water volume Vol can be set to a fixed value or adjusted. This is to be understood as an example for each individual measure or for possible combinations.

Wie oben beschrieben, können die Parameter des flüssigen Wasservolumens Vol für den Spülungsvorgang in Abhängigkeit von der Konfiguration sowie den Betriebsbedingungen der Brennstoffzelle 10 eingestellt oder/und angepasst werden. Wird beispielsweise die Menge des flüssigen Wasservolumens abhängig von der Pumpenleistung angepasst, so kann hierdurch eine schädigende Überlastung der Pumpe vermieden werden. In einer weiteren Ausführungsform kann die Menge des flüssigen Wasservolumens Vol auch basierend auf Eigenschaften der eingesetzten Ventile eingestellt oder/und angepasst werden. Ebenso möglich ist es, die Menge basierend auf einem Wasserstand eines im Wasserspeicher 26 vorhandenen Wassers einzustellen oder/und anzupassen, so dass immer genügend Wasser zur Spülung bereitgestellt werden kann.As described above, the parameters of the liquid water volume Vol for the flushing process can be set and/or adjusted depending on the configuration and the operating conditions of the fuel cell 10 . If, for example, the amount of liquid water volume is adjusted depending on the pump performance, a damaging overload of the pump can be avoided. In a further embodiment, the quantity of the liquid water volume Vol can also be set and/or adjusted based on properties of the valves used. It is also possible to set and/or add the quantity based on a water level of water present in the water reservoir 26 fit so that there is always enough water available for rinsing.

In einer weiteren Ausführungsform kann auch eine Zeitdauer des Spülungsvorgangs angepasst werden. Bei einem längeren Betrieb der Brennstoffzelle 10 wird mehr Wasser erzeugt, und dadurch können sich während des Abstellprozesses mehr Wassertropfen Tr in den Gaskanälen 18a, 18b bilden. Die Zeitdauer des Spülungsvorgangs kann dann entsprechend verlängert werden, so dass alle Wassertropfen Tr ausgetragen werden können. Ferner können in diesem Fall gezielt mehrere Wasserfronten bzw. flüssige Wasservolumen Vol mit einer vorher festgelegten Geschwindigkeit V sukzessive durch die Gaskanäle 18a, 18b getrieben werden. Auch kann in diesem Fall die Menge des flüssigen Wasservolumens Vol weiter so angepasst werden, dass eine ausreichende Wasseraufnahme durch das flüssige Wasservolumen Vol erreicht wird. Diese Beispiele sind jedoch nicht einschränkend und verschiedene Szenarien sind möglich.In a further embodiment, the duration of the flushing process can also be adjusted. If the fuel cell 10 is operated for a longer period of time, more water is produced, and as a result more water droplets Tr can form in the gas channels 18a, 18b during the shutdown process. The duration of the rinsing process can then be extended accordingly, so that all the water drops Tr can be discharged. Furthermore, in this case, several water fronts or liquid water volumes Vol can be driven successively through the gas channels 18a, 18b at a predetermined speed V. In this case, the quantity of the liquid water volume Vol can also be adjusted further in such a way that sufficient water absorption is achieved by the liquid water volume Vol. However, these examples are not limiting and various scenarios are possible.

Da spezifische Eigenschaften des flüssigen Wasservolumens Vol auch von Umgebungseinflüssen, wie beispielsweise einer Umgebungstemperatur abhängig sein könnnen, kann beispielsweise auch eine Temperatur des flüssigen Wasservolumens Vol mittels einer Heiz- oder/und Kühlungseinrichtung (nicht in 1b gezeigt) entsprechend eingestellt oder/und angepasst werden. Zur Messung von Umgebungsdaten können weitere Sensoren (nicht in 2 gezeigt) verwendet werden.Since specific properties of the liquid volume of water Vol can also depend on environmental influences, such as an ambient temperature, for example, a temperature of the liquid volume of water Vol can also be adjusted by means of a heating and/or cooling device (not in 1b shown) can be set and/or adjusted accordingly. To measure environmental data, additional sensors (not in 2 shown) can be used.

In 3 ist ein Ablaufplan eines Verfahrens 100 zum Spülen einer oben beschriebenen Brennstoffzelle 10 dargestellt.In 3 a flowchart of a method 100 for flushing a fuel cell 10 described above is shown.

In Schritt S110 wird ein Betriebszustand BZ der Brennstoffzelle 10 durch die Steuerungseinheit 22 bestimmt.In step S110 an operating state BZ of the fuel cell 10 is determined by the control unit 22 .

In Abhängigkeit von dem bestimmten Betriebszustand BZ wird in Schritt 112 die Spülungseinrichtung 20 durch die Steuerungseinheit 22 veranlasst, das flüssige Wasservolumen Vol in die Gaskanäle 18a, 18b der Brennstoffzelle 10 einzuleiten. Hierdurch werden in den Gaskanälen bereits vorhandene Wassertropfen Tr in das flüssige Wasservolumen Vol aufgenommen. Somit wird eine Verstopfung der Gaskanäle 18a, 18b durch die Wassertropfen Tr vermieden, ohne dass die Wassererzeugung der Brennstoffzelle 10 reduziert werden muss, was sich nachteilig auf die Effizienz der Brennstoffzelle 10 auswirken würde.Depending on the determined operating state BZ, in step 112 the flushing device 20 is prompted by the control unit 22 to introduce the liquid water volume Vol into the gas channels 18a, 18b of the fuel cell 10. As a result, water droplets Tr already present in the gas channels are absorbed into the liquid water volume Vol. Thus, the gas passages 18a, 18b are prevented from being clogged by the water droplets Tr without having to reduce the water production of the fuel cell 10, which would have an adverse effect on the efficiency of the fuel cell 10.

Die Wassertropfen Tr werden dabei durch zwischen den Wassertropfen Tr und dem flüssigen Wasservolumen Vol wirkende Adhäsionskräfte in das flüssige Wasservolumen Vol aufgenommen.The water droplets Tr are absorbed into the liquid water volume Vol by adhesion forces acting between the water droplets Tr and the liquid water volume Vol.

Ferner kann das flüssige Wasservolumen Vol mit einer derartigen Geschwindigkeit V durch die Gaskanäle 18a, 18b geleitet werden, dass in den Gaskanälen 18a, 18b nach Durchlauf des Wasservolumens Vol keine Wassertropfen Tr zurückbleiben.Furthermore, the liquid volume of water Vol can be passed through the gas channels 18a, 18b at such a speed V that no water droplets Tr remain in the gas channels 18a, 18b after the water volume Vol has passed through.

Der Betriebszustand BZ kann einen Abkühlvorgang AV der Brennstoffzelle 10 und einen Betriebsvorgang BV der Brennstoffzelle 10 umfassen, wobei das flüssige Wasservolumen Vol nach dem Abkühlvorgang AV der Brennstoffzelle 10 durch die Gaskanäle 18a, 18b geleitet wird.The operating state BZ can include a cooling process AV of the fuel cell 10 and an operating process BV of the fuel cell 10, the liquid water volume Vol being passed through the gas channels 18a, 18b after the cooling process AV of the fuel cell 10.

Ferner kann in Schritt S114 das flüssige Wasservolumen nach Durchlauf der Gaskanäle 18a, 18b in den Wasserspeicher 26 zurückgeführt und der Spülvorgang beendet werden.Furthermore, in step S114, the liquid volume of water can be returned to the water reservoir 26 after it has passed through the gas channels 18a, 18b and the flushing process can be ended.

Wird in Schritt S110 durch die Steuerungseinheit 22 bestimmt, dass es sich bei dem Betriebszustand BZ um einen Betriebsvorgang BV der Brennstoffzelle 10 handelt, dann wird der Spülungsvorgang nicht durchgeführt und die entsprechenden Schritte ausgelassen.If, in step S110, the control unit 22 determines that the operating state BZ is an operating process BV of the fuel cell 10, then the flushing process is not carried out and the corresponding steps are omitted.

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

• DE 112006000958 T5 [0002]DE 112006000958 T5 [0002]
• DE 102017110093 A1 [0003]DE 102017110093 A1 [0003]
• DE 102018215892 A1 [0004]DE 102018215892 A1 [0004]

Claims (12)

Brennstoffzelle (10), die dazu eingerichtet ist, Wasserstoff und Sauerstoff in Wasser umzuwandeln, um daraus elektrische Energie zu erzeugen, wobei die Brennstoffzelle (10) wenigstens eine Membran-Elektroden Anordnung mit einem Anodenbereich (12), einem Kathodenbereich (14), einer dazwischen angeordneten Membran (16) und Gaskanäle (18a, 18b) aufweist, wobei die Gaskanäle (18a, 18b) dazu eingerichtet sind, Wasserstoff in dem Anodenbereich (12) und Sauerstoff in dem Kathodenbereich (14) zu verteilen, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennstoffzelle (10) ferner eine mit den Gaskanälen (18a, 18b) in Wirkverbindung stehende Spülungseinrichtung (20) aufweist, die dazu eingerichtet ist, ein flüssiges Wasservolumen (Vol) durch die Gaskanäle (18a, 18b) zu leiten, wobei in den Gaskanälen (18a, 18b) bereits vorhandene Wassertropfen (Tr) in dem sich durch die Gaskanäle (18a, 18b) bewegendem flüssigen Wasservolumen (Vol) aufgenommen werden.Fuel cell (10), which is adapted to convert hydrogen and oxygen into water in order to generate electrical energy therefrom, the fuel cell (10) having at least one membrane electrode arrangement with an anode area (12), a cathode area (14), a membrane (16) arranged between them and gas channels (18a, 18b), the gas channels (18a, 18b) being set up to distribute hydrogen in the anode area (12) and oxygen in the cathode area (14), characterized in that the The fuel cell (10) also has a flushing device (20) that is operatively connected to the gas channels (18a, 18b) and is set up to conduct a liquid volume of water (Vol) through the gas channels (18a, 18b), wherein in the gas channels ( 18a, 18b) water droplets (Tr) already present in the liquid water volume (Vol) moving through the gas channels (18a, 18b) are absorbed. Brennstoffzelle (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wassertropfen (Tr) durch zwischen den Wassertropfen (Tr) und dem flüssigen Wasservolumen (Vol) wirkende Adhäsionskräfte in das flüssige Wasservolumen (Vol) aufgenommen werden.Fuel cell (10) after claim 1 , characterized in that the water droplets (Tr) are absorbed into the liquid water volume (Vol) by adhesion forces acting between the water droplets (Tr) and the liquid water volume (Vol). Brennstoffzelle (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennstoffzelle (10) ferner dazu eingerichtet ist, das flüssige Wasservolumen (Vol) mit einer derartigen Geschwindigkeit (V) durch die Gaskanäle (18a, 18b) zu leiten, dass in den Gaskanälen (18a, 18b) nach Durchlauf des Wasservolumens (Vol) keine Wassertropfen (Tr) zurückbleiben.Fuel cell (10) after claim 1 or 2 , characterized in that the fuel cell (10) is further set up to conduct the liquid volume of water (Vol) at such a speed (V) through the gas channels (18a, 18b) that in the gas channels (18a, 18b) after passage of the water volume (Vol) no water droplets (Tr) remain. Brennstoffzelle (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner eine Steuerungseinheit (22) aufweist, die dazu eingerichtet ist, die Spülungseinrichtung (20) zu steuern.Fuel cell (10) according to one of the preceding claims, characterized in that it also has a control unit (22) which is set up to control the flushing device (20). Brennstoffzelle (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinheit (22) ferner dazu eingerichtet ist, die Spülungseinrichtung (20) nach einem Abkühlvorgang (AV) der Brennstoffzelle (10) zu aktivieren, wobei zumindest teilweise das während eines Betriebsvorgangs (BV) der Brennstoffzelle (10) erzeugte Wasser während des Abkühlvorgangs (AV) kondensiert und die Wassertropfen (Tr) in den Gaskanälen (18a, 18b) bildet.Fuel cell (10) after claim 4 , characterized in that the control unit (22) is also set up to activate the flushing device (20) after a cooling process (AV) of the fuel cell (10), with at least some of the generated during an operating process (BV) of the fuel cell (10). Water condenses during the cooling process (AV) and forms the water droplets (Tr) in the gas channels (18a, 18b). Brennstoffzelle (10) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner einen Sensor (28) aufweist, der dazu eingerichtet ist, die Geschwindigkeit (V) des durch die Gaskanäle (18a, 18b) geleiteten flüssigen Wasservolumens (Vol) zu bestimmen und der Steuerungseinheit (22) bereitzustellen.Fuel cell (10) after claim 4 or 5 , characterized in that it further comprises a sensor (28) which is set up to determine the speed (V) of the liquid water volume (Vol) conducted through the gas channels (18a, 18b) and to make it available to the control unit (22). Brennstoffzelle (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner einen mit der Spülungseinrichtung (20) verbundenen Wasserspeicher (26) aufweist.Fuel cell (10) according to one of the preceding claims, characterized in that it also has a water reservoir (26) connected to the flushing device (20). Brennstoffzelle (10) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Spülungseinrichtung (20) ferner eine Pumpe oder ein Ventil aufweist, wobei die Pumpe oder das Ventil dazu eingerichtet ist, das in dem Wasserspeicher (26) gespeicherte flüssige Wasservolumen (Vol) durch die Gaskanäle (18a, 18b) zu leiten und in den Wasserspeicher (26) zurückzuführen.Fuel cell (10) after claim 7 , characterized in that the flushing device (20) also has a pump or a valve, the pump or the valve being set up to pump the liquid water volume (Vol) stored in the water reservoir (26) through the gas channels (18a, 18b). direct and returned to the water reservoir (26). Verfahren (100) zum Spülen einer Brennstoffzelle (10) nach den Ansprüchen 1 bis 8, umfassend die Schritte: Bestimmen (110) eines Betriebszustands (BZ) der Brennstoffzelle (10); in Abhängigkeit von dem bestimmten Betriebszustand (BZ), Einleiten (112) des flüssigen Wasservolumens (Vol) durch die Gaskanäle (18a, 18b) der Brennstoffzelle (10), wobei in den Gaskanälen (18a, 18b) bereits vorhandene Wassertropfen (Tr) in dem flüssigem Wasservolumen (Vol) aufgenommen werden.Method (100) for flushing a fuel cell (10) according to claims 1 until 8th , comprising the steps of: determining (110) an operating state (BZ) of the fuel cell (10); depending on the specific operating state (BZ), introducing (112) the liquid water volume (Vol) through the gas channels (18a, 18b) of the fuel cell (10), with water droplets (Tr) already present in the gas channels (18a, 18b) in the liquid water volume (Vol). Verfahren (100) nach Anspruch 9, wobei die Wassertropfen (Tr) durch zwischen den Wassertropfen (Tr) und dem flüssigen Wasservolumen (Vol) wirkende Adhäsionskräfte in das flüssige Wasservolumen (Vol) aufgenommen werden.Method (100) according to claim 9 , wherein the water droplets (Tr) are absorbed into the liquid water volume (Vol) by adhesion forces acting between the water droplets (Tr) and the liquid water volume (Vol). Verfahren (100) nach Anspruch 8 oder 9, wobei das flüssige Wasservolumen (Vol) mit einer derartigen Geschwindigkeit (V) durch die Gaskanäle (18a, 18b) geleitet wird, dass in den Gaskanälen (18a, 18b) nach Durchlauf des Wasservolumens (Vol) keine Wassertropfen (Tr) zurückbleiben.Method (100) according to claim 8 or 9 , wherein the liquid water volume (Vol) is conducted through the gas channels (18a, 18b) at such a speed (V) that no water droplets (Tr) remain in the gas channels (18a, 18b) after the water volume (Vol) has passed through. Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Betriebszustand (BZ) einen Abkühlvorgang (AV) der Brennstoffzelle (10) und einen Betriebsvorgang (BV) der Brennstoffzelle (10) umfasst, wobei das flüssige Wasservolumen (Vol) nach dem Abkühlvorgang (AV) der Brennstoffzelle (10) durch die Gaskanäle (18a, 18b) geleitet wird.Method (100) according to one of the preceding claims, wherein the operating state (BZ) comprises a cooling process (AV) of the fuel cell (10) and an operating process (BV) of the fuel cell (10), the liquid water volume (Vol) after the cooling process ( AV) of the fuel cell (10) through the gas channels (18a, 18b).

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