DE102021206058A1 - Verfahren zum Betreiben eines Brennstoffzellensystems, Brennstoffzellensystem - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Brennstoffzellensystems (1), umfassend mindestens eine Brennstoffzelle (2), der über einen Zuluftpfad (3) Luft zugeführt wird, die vor ihrem Eintritt in die Brennstoffzelle (2) mit Hilfe eines in den Zuluftpfad (3) integrierten ein- oder mehrstufigen Luftverdichtungssystems (4) verdichtet wird. Erfindungsgemäß wird temperatur- und/oder lastabängig die Luft vor dem Eintritt in die Brennstoffzelle (2) wahlweise durch Wasserseinspritzung oder durch Rezirkulation der aus der Brennstoffzelle (2) austretenden feuchten Abluft befeuchtet.Die Erfindung betrifft ferner ein Brennstoffzellensystem (1) zur Durchführung des Verfahrens.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Brennstoffzellensystems sowie ein Brennstoffzellensystem, das zur Durchführung des Verfahrens geeignet bzw. nach dem Verfahren betreibbar ist.
  • Stand der Technik
  • Brennstoffzellen wandeln einen Brennstoff, beispielsweise Wasserstoff, und Sauerstoff in elektrische Energie, Wärme und Wasser. Als Sauerstofflieferant kann Luft, insbesondere Umgebungsluft, dienen. Die Luft wird über einen Zuluftpfad einer Kathode der Brennstoffzellen zugeführt. Da der Energiewandlungsprozess einen gewissen Luftmassenstrom und ein gewisses Druckniveau erfordert, wird die kathodenseitig zugeführte Luft zuvor mit Hilfe eines im Zuluftpfad angeordneten ein- oder mehrstufigen Luftverdichtungssystems verdichtet. Vor dem Eintritt in die Brennstoffzellen wird die Luft in der Regel zudem befeuchtet, um ein Austrocknen der Membranen der Brennstoffzellen zu verhindern. Andernfalls besteht die Gefahr, dass die Brennstoffzellen Schaden nehmen.
  • Zum Befeuchten kann ein Gas-zu-Gas Membran-Befeuchter eingesetzt werden, der Wasser, insbesondere Produktwasser, das im Betrieb der Brennstoffzellen anfällt, von der Austrittsseite auf die Eintrittsseite der Brennstoffzellen transportiert. Ein derartiger Gas-zu-Gas Membran-Befeuchter geht beispielhaft aus der Offenlegungsschrift DE 10 2008 053 151 A1 hervor. Da die Austauschflächen groß sein müssen, um den geforderten Wassermassenstrom zu transportieren, ist der Bauraumbedarf eines solchen Befeuchters recht groß. Zudem kann nur dann Wasser transferiert werden, wenn auf der Austrittsseite ausreichend Wasser vorhanden ist. Da immer Wasser in den Austauschregionen verbleibt, kann dies bei Frost zu Schäden aufgrund Eisdruck führen. Darüber hinaus gibt es bei derartigen Befeuchtern keine Eingriffsmöglichkeit, die Wasserübertragung direkt zu kontrollieren. Typischerweise ist hierfür ein Bypasskanal auf einer der beiden Seiten vorgesehen, welcher mittels einer Bypassklappe eine Einstellung der Feuchtigkeit am Eintritt der Brennstoffzellen erlaubt. Dieses Konzept genau einzuregeln, ist vergleichsweise schwierig und demzufolge aufwendig.
  • Darüber hinaus kann zum Befeuchten der Luft im Zuluftpfad die aus den Brennstoffzellen austretende feuchte Abluft rezirkuliert werden. Diese Art der Befeuchtung wird in der Offenlegungsschrift DE 101 55 217 A1 beispielhaft beschrieben. Neben der gewünschten Feuchtigkeit wird jedoch auch Stickstoff rezirkuliert, was sich insbesondere im Voll-bzw. Hochlastbetrieb des Brennstoffzellensystems als nachteilig auswirkt. Denn insbesondere im Hochlastbetrieb kommt es auf einen hohen Sauerstoffpartialdruck an. Die Rezirkulation feuchter Abluft führt in diesem Fall zu einer Absenkung der U-I-Kennlinie und damit zu einem reduzierten Wirkungsgrad des Brennstoffzellensystems.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Konzept zum Befeuchten der Luft in einem Zuluftpfad eines Brennstoffzellensystems bereitzustellen, das die vorstehend genannten Nachteile beseitigt oder zumindest reduziert.
  • Zur Lösung der Aufgabe werden das Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie das Brennstoffzellensystem mit den Merkmalen des Anspruchs 8 vorgeschlagen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den jeweiligen Unteransprüchen zu entnehmen.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Vorgeschlagen wird ein Verfahren zum Betreiben eines Brennstoffzellensystems, umfassend mindestens eine Brennstoffzelle, der über einen Zuluftpfad Luft zugeführt wird, die vor ihrem Eintritt in die Brennstoffzelle mit Hilfe eines in den Zuluftpfad integrierten, ein- oder mehrstufigen Luftverdichtungssystems verdichtet wird. Erfindungsgemäß wird temperatur- und/oder lastabhängig die Luft vor dem Eintritt in die Brennstoffzelle wahlweise durch Wassereinspritzung oder durch Rezirkulation der aus der Brennstoffzelle austretenden feuchten Abluft befeuchtet.
  • Bei dem vorgeschlagenen Verfahren kommen demnach mindestens zwei unterschiedliche Befeuchtungsmethoden kombiniert zum Einsatz, nämlich die der Wassereinspritzung und der Abluftrezirkulation. Temperatur- und/oder lastabhängig wird jeweils die Befeuchtungsmethode ausgewählt, die sich als besonders vorteilhaft oder zumindest vorteilhafter als die jeweils andere Befeuchtungsmethode erweist. Die eingangs beschriebenen Nachteile können auf diese Weise vermieden werden.
  • Insbesondere kann immer dann, wenn kein flüssiges Wasser/Produktwasser für die Wassereinspritzung zur Verfügung steht, die Befeuchtungsmethode der Abluftrezirkulation gewählt werden. Dies ist in der Regel der Fall, wenn im Winterbetrieb das für die Befeuchtung notwendige Wasser noch gefroren ist oder im Sommerbetrieb im unteren Lastbereich keine ausreichenden Mengen von flüssigen Wasser produziert werden. Demgegenüber kann im Volllastbetrieb und/oder im Sommerbetrieb, bei dem in der Regel ausreichende Mengen von flüssigem Wasser vorliegen, die Befeuchtung durch Wassereinspritzung erfolgen. Insbesondere im Volllastbetrieb, in dem es auf einen hohen Sauerstoffpartialdruck ankommt, so dass die Befeuchtung mittels Abluftrezirkulation weniger ratsam ist, erweist sich eine Befeuchtung der Luft mittels Wassereinspritzung als vorteilhaft.
  • In Weiterbildung der Erfindung wird daher vorgeschlagen, dass bei Umgebungstemperaturen über 0°C, vorzugsweise im Sommerbetrieb des Brennstoffzellensystems, und/oder im Volllastbetrieb die Luft vor dem Eintritt in die Brennstoffzelle durch Wassereinspritzung befeuchtet wird.
  • Zur Wassereinspritzung wird vorzugsweise ein Einspritzventil verwendet, mit dessen Hilfe Wasser in den Zuluftpfad eingespritzt wird. Bei dem Wasser kann es sich insbesondere um Produktwasser handeln, das im Betrieb des Brennstoffzellensystems anfällt, abgeschieden und gesammelt wird. Auf diese Weise kann das im Betrieb anfallende Produktwasser einer Nutzung zugeführt werden.
  • Bevorzugt wird das Wasser mit Hilfe des Einspritzventils stromabwärts des Luftverdichtungssystems und stromaufwärts eines in den Zuluftpfad integrierten Ladeluftkühlers in den Zuluftpfad eingespritzt. Da sich die Luft beim Verdichten stark erhitzt, verdunstet das stromabwärts des Luftverdichtungssystem eingespritzte Wasser bevor es in den Ladeluftkühler gelangt. Durch die derart bewirkte Verdunstungskühlung wird der Ladeluftkühler entlastet. Dies ist insbesondere im Sommer bzw. Sommerbetrieb von Vorteil.
  • Alternativ kann das Wasser stromabwärts einer ersten Verdichtungsstufe und stromaufwärts einer zweit Verdichtungsstufe eines mehrstufig ausgeführten Luftverdichtungssystem in den Zuluftpfad eingespritzt werden. In diesem Fall wird mit Hilfe der Wassereinspritzung zugleich eine Zwischenkühlung erreicht.
  • Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass bei Umgebungstemperaturen unter 0°C, vorzugsweise im Winterbetrieb des Brennstoffzellensystems, und/oder im Teillastbetrieb die Luft vor dem Eintritt in die Brennstoffzelle durch Rezirkulation der aus der Brennstoffzelle austretenden feuchten Abluft befeuchtet wird. Das heißt, dass insbesondere bei einer unzureichenden Menge an vorrätig im Wasser, insbesondere Produkt Wasser, die Wassereinspritzung durch Abluftrezirkulation ersetzt wird.
  • Zur Rezirkulation der feuchten Abluft wird vorzugsweise zumindest ein Teilmassenstrom der aus der Brennstoffzelle austretenden und über einen Abluftpfad abgeführten feuchten Abluft über einen vom Abluftpfad abzweigenden Rezirkulationspfad in den Zuluftpfad eingeleitet. Auf diese Weise wird zugleich der über den Abluftpfad abzuführende Abluftmassenstrom reduziert, so dass weniger Abluft an die Umgebung abgegeben werden muss. Vorzugsweise wird die Abluft stromaufwärts des Luftverdichtungssystems oder einer Luftverdichtungsstufe des Luftverdichtungssystems in den Zuluftpfad eingeleitet. Das Luftverdichtungssystem kann auf diese Weise zur Rezirkulation der Abluft oder zumindest zur Unterstützung der Abluftrezirkulation eingesetzt werden. Bei Bedarf kann über die Drehzahl eines Luftverdichters des Luftverdichtungssystems der Teilmassenstrom variiert werden.
  • Des Weiteren bevorzugt werden zur Steuerung des abgezweigten Teilmassenstroms der feuchten Abluft ein in den Abluftpfad integriertes Ventil zumindest teilweise geschlossen und ein in den Rezirkulationspfad integriertes weiteres Ventil geöffnet. Durch zumindest teilweises Schließen des in den Abluftpfad integrierten Ventils, wobei es sich insbesondere um ein Druckregelventil handeln kann, wird der Abluftmassenstrom im Abluftpfad aufgestaut. Ist das im Rezirkulationspfad angeordnete weitere Ventil geöffnet, kann über den Rezirkulationspfad ein Teilmassenstrom abgezweigt und in den Zuluftpfad eingeleitet werden.
  • Als weiterbildende Maßnahme wird vorgeschlagen, dass bei Umgebungstemperaturen unter 0°C, vorzugsweise im Winterbetrieb des Brennstoffzellensystems, die Kühlmittelvorlauftemperatur eines an die Brennstoffzelle angeschlossenen Kühlkreises gesenkt wird. Durch diese Maßnahme werden die Befeuchtungsanforderungen der Brennstoffzelle verringert, so dass bei einer ausreichenden Kühlmitteltemperaturabsenkung das Brennstoffzellensystem sogar ohne externe Befeuchtung betrieben werden kann. Beträgt die Kühlmittelvorlauftemperatur im Normalbetrieb des Brennstoffzellensystems beispielsweise 65°C, kann sie im Winterbetrieb auf eine Temperatur von etwa 40°C abgesenkt werden.
  • Das darüber hinaus zur Lösung der eingangs genannten Aufgabe vorgeschlagene Brennstoffzellensystem umfasst mindestens eine Brennstoffzelle, der über einen Zuluftpfad Luft zuführbar ist. In den Zuluftpfad ist dabei ein ein- oder mehrstufiges Luftverdichtungssystem zum Verdichten der Luft integriert. Erfindungsgemäß ist in den Zuluftpfad in Einspritzventil zur Wassereinspritzung integriert. Zudem mündet in den Zuluftpfad ein von einem Abluftpfad abzweigender Rezirkulationspfad.
  • Im Betrieb des vorgeschlagenen Brennstoffzellensystems kann demnach die Befeuchtung der Luft im Zuluftpfad mittels Wassereinspritzung und/oder mittels Abluftrezirkulation bewirkt werden. Das heißt, dass das vorgeschlagene Brennstoffzellensystem die Durchführung des zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrens ermöglicht bzw. nach dem zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren betreibbar ist. Somit werden mit Hilfe des Brennstoffzellensystems die gleichen Vorteile erreicht.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Einspritzventil entweder stromabwärts des Luftverdichtungssystems und stromaufwärts eines in den Zuluftpfad integrierten Ladeluftkühlers oder stromabwärts einer ersten Verdichtungsstufe und stromaufwärts einer zweiten Verdichtungsstufe des Luftverdichtungssystems in den Zuluftpfad integriert. Mit Hilfe des eingespritzten Wassers kann auf diese Weise eine Kühlung oder Zwischenkühlung der beim Verdichten stark erhitzten Luft bewirkt werden.
  • Des Weiteren bevorzugt mündet der Rezirkulationspfad stromaufwärts des Einspritzen Ventils, vorzugsweise stromaufwärts des Luftverdichtungssystems oder stromaufwärts einer Luftverdichtungsstufe des Luftverdichtungssystems in den Zuluftpfad. Auf diese Weise kann mit Hilfe des Luftverdichtungssystem die Rezirkulation der Abluft bewirkt werden.
  • Ferner bevorzugt sind in den Abluftpfad ein Ventil und in den Rezirkulationspfad ein weiteres Ventil integriert. Durch zumindest teilweises Schließen des in der Abluftpfad integrierten Ventils kann der Abluftmassenstrom im Abluftpfad aufgestaut werden. Zugleich das den Rezirkulationspfad integrierte Ventil geöffnet, wird ein Teilmassenstrom aus dem Abluftpfad in den Rezirkulationspfad abgezweigt und über den Rezirkulationspfad dem Zuluftpfad zugeführt. Das im Abluftpfad angeordnete Ventil kann insbesondere ein Druckregelventil sein, da dieses eine variable Einstellung des Abluftmassenstroms ermöglicht.
  • Vorteilhafterweise ist das Luftverdichtungssystem mehrstufig ausgeführt. Die mehrstufige Ausführung des Luftverdichtungssystems ermöglicht hohe Systemdrücke, da die Luft über mehrere, beispielsweise zwei, Verdichtungsstufen des Luftverdichtungssystem verdichtet wird. Alternativ oder ergänzend wird vorgeschlagen, dass das Luftverdichtungssystem mit einer in den Abluftpfad integrierten Turbine gekoppelt. Mit Hilfe der Turbine, der die aus der Brennstoffzelle austretende Abluft zugeführt wird, kann ein Teil der zuvor zum Verdichten der Luft eingesetzten Energie zurückgewonnen werden.
  • Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Diese zeigen:
    • 1 eine schematische Darstellung eines Kathodenbereichs eines ersten erfindungsgemäßen Brennstoffzellensystems,
    • 2 eine schematische Darstellung eines Kathodenbereichs eines zweiten erfindungsgemäßen Brennstoffzellensystems,
    • 3 eine schematische Darstellung eines Kathodenbereichs eines dritten erfindungsgemäßen Brennstoffzellensystems und
    • 4 eine schematische Darstellung eines Kathodenbereichs eines vierten erfindungsgemäßen Brennstoffzellensystems.
  • Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
  • Das in der 1 ausschnittsweise dargestellte Brennstoffzellensystem 1 umfasst mindestens eine Brennstoffzelle 2 mit einer Kathode 2.1 und einer Anode 2.2. Der Kathode 2.1 ist über einen Zuluftpfad 3 Luft zuführbar. Die Anode 2.2 ist über einen nicht näher dargestellten Anodenkreis 13 mit einem Brennstoff, insbesondere Wasserstoff, versorgbar.
  • Die der Brennstoffzelle 2 über den Zuluftpfad 3 zugeführte Luft wird der Umgebung entnommen und einem in den Zuluftpfad 3 integrierten Luftverdichtungssystem 4 zugeführt. Mit Hilfe des Luftverdichtungssystems 4 wird die Luft verdichtet, wobei sich die Luft erwärmt. Mit Hilfe eines stromabwärts des Luftverdichtungssystems 4 in den Zuluftpfad 3 integrierten Ladeluftkühler 6 wird daher die verdichtete Luft vor ihrem Eintritt in die Brennstoffzelle 2 gekühlt. Die aus der Brennstoffzelle 2 austretende Luft bzw. Abluft wird über einen Abluftpfad 7 abgeführt, in den eine Turbine 12 integriert ist. Die Turbine 12 dient zusammen mit einem Elektromotor 11 dem Antrieb des Luftverdichtungssystem 4.
  • Zum Befeuchten der Luft im Zuluftpfad 3 ist in den Zuluftpfad 3 ein Einspritzventil 5 integriert, und zwar stromaufwärts des Luftverdichtungssystem 4. Darüber hinaus kann Luft bzw. Abluft aus dem Abluftpfad 7 abgezweigt und über einen Rezirkulationspfad 8 in den Zuluftpfad 3 eingeleitet werden. Die Einleitung erfolgt stromaufwärts des Einspritzventils 5. Auf diese Weise kann das Luftverdichtungssystem 4 zur Rezirkulation der Abluft eingesetzt werden. Zeitgleich werden ein in den Abluftpfad 7 integriertes Ventil 9 zumindest teilweise geschlossen und ein in den Rezirkulationspfad 8 integriertes weiteres Ventil 10 geöffnet. Temperatur- und/oder lastabhängig können somit unterschiedliche Befeuchtungsmethoden eingesetzt werden, so dass die jeweils günstigere Methode gewählt werden kann. Insbesondere kann immer dann, wenn keine ausreichende Menge an flüssigem Wasser zur Verfügung steht, anstelle der Wassereinspritzung die Abluftrezirkulation als Befeuchtungsmethode angewendet werden.
  • Der 2 ist eine Modifikation des Systems der 1 dargestellt, die darin besteht, dass das Einspritzventil 5 stromabwärts des Luftverdichtungssystems 4 und stromaufwärts des Ladeluftkühlers 6 in den Zuluftpfad 3 integriert ist. Auf diese Weise kann mit Hilfe der Wassereinspritzung eine Kühlung der verdichteten Luft erzielt werden, welche den Ladeluftkühler 6 entlastet.
  • Die 3 und 4 zeigen weitere Modifikationen des Systems der 1. Hier ist das Luftverdichtungssystem 4 mehrstufig ausgeführt und umfasst eine erste Verdichtungsstufe 4.1 sowie eine zweite Verdichtungsstufe 4.2. Die 3 und 4 unterscheiden sich lediglich durch die Positionierung des Einspritzventils 5. In der 3 ist das Einspritzventil 5 stromabwärts der ersten Verdichtungsstufe 4.1 und stromaufwärts der zweiten Verdichtungsstufe 4.2 des Luftverdichtungssystems 4 in den Zuluftpfad 3 integriert. Auf diese Weise kann mit Hilfe des eingespritzten Wassers eine Zwischenkühlung erzielt werden. In der 4 ist das Einspritzventil 5 stromabwärts des Luftverdichtungssystems 4 und stromaufwärts des Ladeluftkühlers 6 angeordnet. Die Kühlung der Luft mittels des eingespritzten Wassers wird demnach erst nach der vollständigen Verdichtung bewirkt, so dass der Ladeluftkühler 6 optimal entlastet wird.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102008053151 A1 [0003]
    • DE 10155217 A1 [0004]

Claims (12)

  1. Verfahren zum Betreiben eines Brennstoffzellensystems (1), umfassend mindestens eine Brennstoffzelle (2), der über einen Zuluftpfad (3) Luft zugeführt wird, die vor ihrem Eintritt in die Brennstoffzelle (2) mit Hilfe eines in den Zuluftpfad (3) integrierten ein- oder mehrstufigen Luftverdichtungssystems (4) verdichtet wird, dadurch gekennzeichnet, dass temperatur- und/oder lastabängig die Luft vor dem Eintritt in die Brennstoffzelle (2) wahlweise durch Wasserseinspritzung oder durch Rezirkulation der aus der Brennstoffzelle (2) austretenden feuchten Abluft befeuchtet wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei Umgebungstemperaturen über 0°C, vorzugsweise im Sommerbetrieb des Brennstoffzellensystems (1), und/oder im Volllastbetrieb die Luft vor dem Eintritt in die Brennstoffzelle (2) durch Wassereinspritzung befeuchtet wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Wassereinspritzung ein Einspritzventil (5) verwendet wird, mit dessen Hilfe Wasser in den Zuluftpfad (3) eingespritzt wird, vorzugsweise (i) stromabwärts des Luftverdichtungssystems (4) und stromaufwärts eines in den Zuluftpfad (3) integrierten Ladeluftkühlers (6) oder (ii) stromabwärts einer ersten Verdichtungsstufe (4.1) und stromaufwärts einer zweiten Verdichtungsstufe (4.2) in den Zuluftpfad (3).
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Umgebungstemperaturen unter 0°C, vorzugsweise im Winterbetrieb des Brennstoffzellensystems (1), und/oder im Teillastbetrieb die Luft vor dem Eintritt in die Brennstoffzelle (2) durch Rezirkulation der aus der Brennstoffzelle (2) austretenden feuchten Abluft befeuchtet wird.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Rezirkulation der feuchten Abluft zumindest ein Teilmassenstrom der aus der Brennstoffzelle (2) austretenden und über einen Abluftpfad (7) abgeführten feuchten Abluft über einen vom Abluftpfad (7) abzweigenden Rezirkulationspfad (8) in den Zuluftpfad (3) eingeleitet wird, vorzugsweise stromaufwärts des Luftverdichtungssystems (4) oder einer Luftverdichtungsstufe (4.2) des Luftverdichtungssystems (4).
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zur Steuerung des abgezweigten Teilmassenstroms der feuchten Abluft ein in den Abluftpfad (7) integriertes Ventil (9), vorzugsweise ein Druckregelventil, zumindest teilweise geschlossen und ein in den Rezirkulationspfad (8) integriertes weiteres Ventil (10) geöffnet werden.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Umgebungstemperaturen unter 0°C, vorzugsweise im Winterbetrieb des Brennstoffzellensystems (1), die Kühlmittelvorlauftemperatur eines an die Brennstoffzelle (2) angeschlossenen Kühlkreises gesenkt wird.
  8. Brennstoffzellensystem (1), umfassend mindestens eine Brennstoffzelle (2), der über einen Zuluftpfad (3) Luft zuführbar ist, wobei in den Zuluftpfad (3) ein ein- oder mehrstufiges Luftverdichtungssystem (4) zum Verdichten der Luft integriert ist, dadurch gekennzeichnet, dass in den Zuluftpfad (3) ein Einspritzventil (5) zur Wassereinspritzung integriert ist und in den Zuluftpfad (3) ein von einem Abluftpfad (7) abzweigender Rezirkulationspfad (8) mündet.
  9. Brennstoffzellensystem (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Einspritzventil (5) (i) stromabwärts des Luftverdichtungssystems (4) und stromaufwärts eines in den Zuluftpfad (3) integrierten Ladeluftkühlers (6) oder (ii) stromabwärts einer ersten Verdichtungsstufe (4.1) und stromaufwärts einer zweiten Verdichtungsstufe (4.2) in den Zuluftpfad (3) integriert ist.
  10. Brennstoffzellensystem (1) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Rezirkulationspfad (8) stromaufwärts des Einspritzventils (5), vorzugsweise stromaufwärts des Luftverdichtungssystems (4) oder stromaufwärts einer Luftverdichtungsstufe (4.2) des Luftverdichtungssystems (4) in den Zuluftpfad (3) mündet.
  11. Brennstoffzellensystem (1) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass in den Abluftpfad (7) ein Ventil (9), vorzugsweise ein Druckregelventil, und in den Rezirkulationspfad (8) ein weiteres Ventil (10) integriert sind.
  12. Brennstoffzellensystem (1) nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Luftverdichtungssystem (4) mehrstufig ausgeführt ist und/oder mit einer in den Abluftpfad (7) integrierten Turbine (12) gekoppelt ist.
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