DE10219333A1

DE10219333A1 - Brennstoffzellensystem und Verfahren zum Betrieb desselben

Info

Publication number: DE10219333A1
Application number: DE10219333A
Authority: DE
Inventors: Toshiaki Shimada; Yoshio Nuiya; Takahiro Kuriiwa
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2001-05-01
Filing date: 2002-04-30
Publication date: 2002-11-28
Anticipated expiration: 2022-05-01
Also published as: JP2002329519A; DE10219333B4; US6800387B2; US20020172845A1; JP4713758B2

Abstract

In einem Brennstoffzellensystem 4, in dem von einer Brennstoffzelle 4, die mit dem von einer Reformierungsreaktion erzeugten Wasserstoffgas versorgt wird, Elektrizität erzeugt wird und die Elektrizität einer externen Last 12 zugeführt wird, ist ein elektrischer Puffer CAPA zum Speichern überschüssiger Elektrizität oder zum Ergänzen ungenügender Elektrizität zwischen der Brennstoffzelle 4 und der externen Last 12 angeordnet, und ist ein Wasserstoffpuffer MHB zum Aufnehmen von überschüssigem Wasserstoffgas und Ergänzen des ungenügenden Wasserstoffgases zwischen einer Reformierungsvorrichtung 2 und einer Brennstoffzelle angeordnet. Wo der Elektrizitätsverbrauch in der Last 12 abrupt zunimmt, wird die benötigte Elektrizität mit der Unterstützung des elektrischen Puffers CAPA und des Wasserstoffpuffers MHB zugeführt.

Description

1. Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Brennstoffzellensystem zum Erzeugen von Elek trizität unter Verwendung von Wasserstoffgas sowie ein Verfahren zum Betrieb desselben.

2. Beschreibung der relevanten Technik

In den letzten Jahren ist in Hinblick auf die Umwelt ein Fahrzeug ent wickelt worden, das von einer Brennstoffzelle erzeugte Elektrizität als Energiequelle verwendet. Das in ein solches Fahrzeug geladene Brennstoff zellensystem hat bevorzugt eine kompakte Größe, ein geringes Gewicht und einen hohen Energienutzungs-Wirkungsgrad. Ein Beispiel der relevanten Technik, betrachtet von diesem Standpunkt her, ist in der JP-A-2000-67898 offenbart.

Das in der JP-A-2000-67898 offenbarte Brennstoffzellensystem soll bewir ken, dass eine Wasserstoff einschließende Legierung in einem Wasserstoff speichermittel den Wasserstoff, der von einer Brennstoffzelle nicht ver braucht und abgegeben wird, oder reformiertes Wasserstoffgas von einer Reformervorrichtung einschließt.

Jedoch erzeugt das Wasserstoffspeichermittel eine Zeitverzögerung ab der elektrochemischen Reaktion in der Brennstoffzelle bis zur Extraktion von Strom. Ein solches Brennstoffzellensystem kann die zugeführte Elektrizität entsprechend einer Zunahme der angeforderten Ausgangsleistung nicht rasch erhöhen und könnte daher keine ausreichende Übergangsreaktion ergeben.

Das Brennstoffzellensystem mit ungenügender Übergangsreaktion benötigt eine lange Zeit ab dann, wenn ein Fahrer einen Accelerator betätigt, bis zu dann, wenn das Fahrzeug tatsächlich beschleunigt oder verzögert wird. Wenn die von einer Reformervorrichtung zu behandelnde Menge zu stark erhöht oder gesenkt wird, um die Übergangsreaktion zu verbessern, wird das Brennstoffzellensystem belastet.

Zusammenfassung der Erfindung

Eine Aufgabe der Erfindung ist es, den Erzeugungswirkungsgrad des Brenn stoffzellensystems so zu optimieren, dass Wasserstoffgas und Energie effizient genutzt werden, um die Reaktion auf eine Änderung der Ausgangsleistung zu verbessern.

Zur Lösung des oben beschriebenen Problems ist die in Anspruch 1 be schriebene Erfindung ein Brennstoffzellensystem, das eine Brennstoffzelle enthält, die in der Lage ist, Elektrizität, die durch eine elektrochemische Reaktion von Wasserstoffgas und Sauerstoffgas erzeugt ist, einer Last zuzuführen, sowie eine Reformervorrichtung zum Erzeugen des der Brenn stoffzelle zuzuführenden Wasserstoffgases durch eine Reformierungsreak tion, umfassend:
einen elektrischen Puffer zum Laden von Elektrizität, die von der Brenn stoffzelle zugeführt wird; und
einen Wasserstoffpuffer zum Aufnehmen des von der Reformierungsvor richtung zugeführten Wasserstoffgases; dadurch gekennzeichnet, dass die Menge des Wasserstoffgases, die der erzeugten Elektrizität in der Brenn stoffzelle entspricht, durch die Menge des Wasserstoffgases, die von der Reformierungsvorrichtung und dem Wasserstoffpuffer abgegeben wird, bereitgestellt wird, und die durch die Last angeforderte Elektrizität durch die von der Brennstoffzelle erzeugte Elektrizität und die von dem elektri schen Puffer abgegebene Elektrizität bereitgestellt wird.

In diesem Brennstoffzellensystem wird, während der Übergangsperiode, während sich die Ausgangsleistung ändert, bis das von der Reformierungs vorrichtung zugeführte Wasserstoffgas zunimmt, dort, wo die benötigte Elektrizität nicht allein mit der Hilfe des von der Reformierungsvorrichtung (z. B. dem Reformer) zugeführten Wasserstoffgas zugeführt werden kann, das zuvor in dem Wasserstoffpuffer aufgenommene Wasserstoffgas der Brennstoffzelle zugeführt und/oder die zuvor in dem elektrischen Puffer gespeicherte elektrische Energie der Last zugeführt, um hierdurch die benötigte Elektrizität bereitzustellen. Andererseits ist die Elektrizität, die aufgrund des Wasserstoffgases von der Reformierungsvorrichtung erzeugt ist, im Überschuss, und die überschüssige Elektrizität wird in den elek trischen Puffer gefüllt und das überschüssige Wasserstoffgas wird aufge nommen. Diese Vorbereitung für die nächste Ausgangsleistungsänderung gestattet, dass die Energie wirkungsvoll verwendet wird.

Die in Anspruch 2 beschriebene Erfindung ist ein Brennstoffzellensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn die von der Last verbrauchte benötigte Elektrizität zunimmt, das Entladen der Elek trizität von dem elektrischen Puffer bevorzugt zu jenem des Wasserstoff gases aus dem Wasserstoffpuffer erfolgt.

Da in diesem Brennstoffzellensystem elektrische Puffer mit der höchsten Reaktion auf eine Zunahme der benötigten Elektrizität bevorzugt verwendet werden, kann die Übergangsreaktion des mit der Brennstoffzelle ausgestat teten Elektrofahrzeugs verbessert werden.

Die in Anspruch 3 beschriebene Erfindung ist ein Brennstoffzellensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Wasserstoffgas von dem Wasserstoffpuffer gemäß der Restmenge der in dem elektrischen Puffer gespeicherten elektrischen Energie entladen wird.

Da in diesem Brennstoffzellensystem das Wasserstoffgas, das von dem Wasserstoffpuffer mit geringer Reaktion jedoch hoher Energiedichte zu geführt wird, entsprechend der Restmenge des elektrischen Puffers mit niedriger Energiedichte erhöht wird, kann die Elektrizität stabil zugeführt werden, um die für die Last benötigte Elektrizität bereitzustellen.

Ferner ist die in Anspruch 4 beschriebene Erfindung ein Brennstoffzellen system nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Wasserstoff gas von der Reformierungsvorrichtung gemäß der Restmenge des in dem Wasserstoffpuffer aufgenommenen Wasserstoffgases entladen wird.

In diesem Brennstoffzellen-Zwillingssystem wird dort, wo die benötigte Elektrizität durch die von der Brennstoffzelle mit Hilfe des Wasserstoff puffers erzeugte Elektrizität nicht bereitgestellt werden kann, das Wasser stoffgas, das von der Reformierungsvorrichtung mit der geringsten Reak tion jedoch höchsten Stabilität zugeführt wird, erhöht, um hierdurch die Zufuhr der benötigten Elektrizität sicher fortzusetzen.

Gemäß dieser Erfindung wird ein Betriebsverfahren eines Brennstoff zellensystems angegeben, worin die Elektrizität, die durch eine Brennstoff zelle durch eine elektrochemische Reaktion von Wasserstoffgas, das aus einer Reformierungsreaktion in einer Reformierungsvorrichtung erhalten ist, und Sauerstoffgas erzeugt ist, einer Last zugeführt wird; eine von der Last verbrauchte benötigte Elektrizität und die Elektrizität, die dem Überschuss/Mangel der von der Brennstoffzelle zugeführten Elektrizität entspricht, in einen elektrischen Puffer geladen oder aus diesem entladen wird; und Wasserstoffgas entsprechend dem Überschuss/Mangel in der Menge des benötigten Wasserstoffgases für die Brennstoffzelle und die Menge des von der Reformierungsvorrichtung zugeführten Wasserstoffgases in einen Wasserstoffpuffer, der eine Wasserstoff einschließende Legierung auf nimmt, geladen oder aus ihm entladen wird, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn die benötigte Elektrizität zunimmt, nachdem die von dem elektrischen Puffer der Last zugeführte Elektrizität zugenommen hat, die Menge des Wasserstoffgases, die von dem Wasserstoffpuffer der Brenn stoffzelle zugeführt wird, erhöht wird und die von der Brennstoffzelle erzeugte Elektrizität erhöht wird, um hierdurch die benötigte Elektrizität bereitzustellen.

Wenn bei diesem Betriebsverfahren eines Brennstoffzellensystems die benötigte Elektrizität zunimmt, wird anfänglich die Elektrizität der Last von dem elektrischen Puffer mit der höchsten Reaktion zugeführt, um die Übergangsreaktion zu verbessern. Als nächstes wird die erzeugte Elek trizität mit Hilfe des Wasserstoffgases, das von dem Wasserstoffpuffer mit hoher Energiedichte zugeführt wird, erhöht, so dass die Elektrizitätsver sorgung stabil durchgeführt werden kann.

Das in Anspruch 6 Beschriebene ist ein Betriebsverfahren eines Brennstoff zellensystems nach Anspruch 5, worin, nachdem die von dem Wasserstoff puffer zugeführte Menge des Wasserstoffgases erhöht worden ist, die Menge des Wasserstoffgases von der Reformierungsvorrichtung zugeführt wird, so dass die von der Brennstoffzelle erzeugte Elektrizität erhöht wird, um die benötigte Elektrizität bereitzustellen.

In dem Betriebsverfahren eines Brennstoffzellensystems wird, nachdem die Reaktion der Elektrizitätszufuhr in der Übergangszeit, während die be nötigte Elektrizität zunimmt, mit Hilfe des Elektrizitätspuffers und des Wasserstoffpuffers verbessert worden ist, das von der Reformierungsvor richtung zugeführte Wasserstoffgas erhöht, so dass die Elektrizitätsver sorgung stabil durchgeführt werden kann.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm, das eine Anordnung des Brennstoffzellen systems nach einer Ausführung dieser Erfindung zeigt;

Fig. 2 zeigt eine Ansicht zur Erläuterung der Steuervorrichtung;

Fig. 3 ist ein Flussdiagramm, das den Betriebsprozess des Brennstoff zellensystems zeigt;

Fig. 4 ist ein Flussdiagramm, das die Details eines Teils von Fig. 3 zeigt;

Fig. 5 ist ein Flussdiagramm, das die Details eines Teils von Fig. 3 zeigt;

Fig. 6A ist eine Konzeptansicht zum Befüllen eines Wasserstoffspeichers und eines elektrischen Puffers;

Fig. 6B ist eine Konzeptansicht der Unterstützung durch den Wasserstoff puffer und den elektrischen Puffer;

Fig. 7A ist eine Grafik, die den Fall zeigt, wo die benötigte Elektrizität mit der Unterstützung des Wasserstoffpuffers und des elektrischen Puffers zugeführt wird;

Fig. 7B ist eine Grafik, die das Befüllen des Wasserstoffpuffers und des elektrischen Puffers zeigt, wenn die benötigte Elektrizität abnimmt;

Fig. 8 ist eine Konzeptansicht der Wiedergewinnung eines Teils des nicht benutzten Wasserstoffgases, das in dem von einer Brennstoffzelle abge gebenen Abgas enthalten ist, in den Wasserstoffpuffer; und

Fig. 9 ist eine Grafik, die den Betriebszustand eines Brennstoffzellen systems zeigt, wo die benötigte Elektrizität kontinuierlich variiert.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungen

Nun wird in Bezug auf die Zeichnungen eine detaillierte Erläuterung von Ausführungen dieser Erfindung angegeben.

Ein Blockdiagramm der Gesamtanordnung eines Brennstoffzellensystems ist in Fig. 1 gezeigt. Ein Brennstoffzellensystem 1 soll eine elektrochemische Reaktion von Wasserstoffgas, das aus durch eine Reformierungsvorrich tung 2 reformierten flüssigen Rohbrennstoff erzeugt wird, und Sauerstoff gas, das in der von einer Luftzufuhreinrichtung 3 zugeführten Luft enthal ten ist, durchführt, um elektrische Energie auszugeben. Eine Brennstoffzelle 4 führt die elektrische Energie einer Elektrizitätszufuhrleitung 5 zu, ein schließlich einem Motor u. a.

Die Brennstoffzelle 4 hat eine Mehrzahl von Zellen. Jede der Zellen nimmt eine Festpolymerelektrolytmembrane aus einer Perfluorkarbonsulfonsäure membrane oder dgl. zwischen einer anodenseitigen Elektrode und einer kathodenseitigen Elektrode auf. Das der anodenseitigen Elektrode jeder Zelle zugeführte Wasserstoffgas wird durch einen Platinkatalysator protoni siert (ionisiert). Der ionisierte Wasserstoff bewegt sich durch das Festelek trolyt, um die kathodenseitige Elektrode zu erreichen, und reagiert mit dem Wasserstoffgas und der Erzeugung von Wasser. Die Elektronen, die beim Protonisieren des Wasserstoffgases erzeugt werden, werden als Strom ausgegeben. Das erzeugte Wasser und das nichtreagierte Gas werden als Abgas ausgegeben.

Die Reformierungsvorrichtung 2 enthält einen Tank 6 zum Speichern von Rohbrennstoff aus einer gemischten Lösung von Wasser und Methanol. Der Tank ist in Serie mit einem Brennstoffverdampfer 7 verbunden, um den Rohbrennstoff und Luft zu verdampfen, während diese vermischt werden, einem Reformer 8 zum Reformieren eines gemischten Gases des verdampf ten Wassers, Methanols und Luft, um ein Wasserstoffgas zu erzeugen, sowie einen Beseitiger 9 zum Beseitigen des während der Reformierung erzeugten Kohlenmonoxidgases (CO). Das in dem reformierten Gas enthal tene Wasserstoffgas, das den CO-Beseitiger 9 durchströmt hat, wird der anodenseitigen Elektrode der Brennstoffzelle 4 zugeführt. Ein Teil davon kann von der Wasserstoff einschließenden Legierung innerhalb eines Was serstoffspeichers MHB eingeschlossen werden, der an einer früheren Stufe als die Brennstoffzelle 4 angeordnet ist.

In dieser Ausführung ist der Brennstoffverdampfer 7 mit einem katalyti schen Verbrenner 7a versehen, um das nicht benutzte Wasserstoffgas 9 zu verbrennen, das in dem Anodenabgas enthalten ist, das von der anodensei tigen Elektrode der Brennstoffzelle 4 abgegeben wird. Der Brennstoffver dampfer 7 dient dazu, den Rohbrennstoff unter Verwendung der Wärme zu verdampfen, die durch den katalytischen Verbrenner 7a erzeugt wird.

Ferner ist eine Luftzufuhrleitung (nicht gezeigt), die in der Lage ist, Luft einzuführen, um eine Verbrennung des Wasserstoffgases zu fördern und die Reaktion einzustellen, jeweils mit dem katalytischen Verbrenner 7a, dem Reformer 8 und dem CO-Beseitiger 9 der Reformierungsvorrichtung 2 verbunden.

Der Wasserstoffpuffer MHB enthält eine Mehrzahl von Tanks (nicht ge zeigt), um das Wasserstoffgas jederzeit einzuschließen/zu entladen. Jeder Tank enthält eine Wasserstoff einschließende Legierung. Der Wasserstoff puffer MHB ist mit einer Temperatursteuereinheit 13 versehen, um die Temperatur jedes Tanks zu steuern/zu regeln. Die Temperatursteuereinheit 13 dient dazu, die Temperatur jedes Tanks anzuheben oder abzusenken, so dass die Temperatursteuereinheit das Einschließen und Entladen des Was serstoffgases in der Wasserstoff einschließenden Legierung steuert. Als die Temperatursteuereinheit 13 verwendet werden können Kühlwasser für die Brennstoffzelle 4, ein elektrischer Heizer, ein Luftkühlungsmittel, Kühlwas ser für einen Radiator, etc. Die Mehrzahl der Tanks des Wasserstoffpuffers MHB können gleichzeitig als Tanks vorbereitet werden, die in einem ein schließbaren Zustand und einem entladbaren Zustand temperaturmäßig eingestellt sind. Daher wird eine Zeitverzögerung aufgrund der Temperatur änderung in den Tanks vermieden. Bedarfsweise wird der Tank austausch bar zwischen einem Einschlusszustand und einem Entladezustand tempera turmäßig eingestellt. Eine Steuervorrichtung 14 steuert/regelt die Tanks derart, dass zumindest ein Tank im entladbaren Zustand ist und zumindest einer der anderen Tanks in dem einschließbaren Zustand ist.

Die Luftzufuhreinrichtung 3 enthält einen Luftkompressor 10, um die von der Atmosphäre angesaugte Luft auf einen vorbestimmten Druck zu setzen, sowie einen Befeuchter 11 zum Befeuchten der Druckluft unter Verwen dung des Kathodenabgases, das eine Menge Wasser enthält, das von der kathodenseitigen Elektrode der Brennstoffzelle 4 abgegeben wird. Die durch den Befeuchter 11 befeuchtete Luft wird der kathodenseitigen Elektrode der Brennstoffzelle 4 zugeführt.

Die Elektrizitätszufuhrleitung 5 enthält eine Last 12, die einen Motor ent hält, der mit dem Anschluss zum Abführen des Stroms von der Brennstoff zelle elektrisch verbunden ist, sowie Hilfsmaschinen, wie etwa eine Fahr zeug-Klimaanlage, Beleuchtungsinstrumente, Messgeräte, etc., sowie einen elektrischen Puffer CAPA, der mit der Brennstoffzelle 4 parallel zu der Last verbunden ist und überschüssige Elektrizität speichern kann. Anzumerken ist, dass die Steuerung des Stroms, der aus der Brennstoffzelle 4 zu ex trahieren ist, und des Wechsels der Elektrizitätszufuhr zu dem elektrischen Puffer CAPA von einer Steuereinheit (nicht gezeigt) durchgeführt werden.

In dieser Ausführung kann der elektrische Puffer CAPA ein elektrischer Doppelschichtkondensator sein, der eine Kapazität von z. B. 1 kWh hat. Der elektrische Puffer CAPA kann als elektrische Energie einen Teil der Elek trizität speichern, die von der Brennstoffzelle 4 erzeugt ist, und regenera tive Energie, wenn das Fahrzeug gebremst wird. Beim Starten des Brenn stoffzellensystems 1 oder während der Übergangsperiode, während sich die Ausgangsleistung ändert, wird die Reaktion des Brennstoffzellen systems 1 verbessert, indem Elektrizität von dem elektrischen Puffer CAPA der Last 12 zugeführt wird, so dass die Zeit, die es bis zum Starten braucht, verkürzt wird. Übrigens ist der elektrische Puffer CAPA bevorzugt mit einem elektrischen Umwandler versehen, um die Elektrizitätsdifferenz zwischen der Brennstoffzelle 4 und dem elektrischen Doppelschichtkon densator einzustellen.

Das Brennstoffzellensystem 1 nach dieser Ausführung wird durch die Steuervorrichtung 14 gesteuert/geregelt, wie in Fig. 2 gezeigt. Die Steuer vorrichtung 14 enthält eine CPU, ein ROM und eine vorbestimmte elek trische/elektronische Schaltung. Für diese Komponenten ist ein vorgeschrie benes Programm entwickelt, um verschiedene Prozessarten durchzuführen. In Antwort auf die später beschriebene Auswahl des Betriebsmodus, der Öffnung eines Accelerators, des Werts eines Fahrzeuggeschwindigkeits sensors des Fahrzeugs und eines Startsignals für die Hilfsmaschine, etc. steuert/regelt in dieser Ausführung die Steuervorrichtung 14 den Rohbrenn stoff, der aus dem Brennstoffverdampfer 7 auszustoßen ist. Jeder Prozess, der von der Steuervorrichtung 14 ausgeführt wird, wird in Bezug auf den Prozessfluss erläutert.

In Bezug auf das Flussdiagramm der Fig. 3, 4 und 5 wird nun eine Erläute rung des Betriebsprozesses des Brennstoffzellensystems gemäß dieser Ausführung angegeben. Die Fig. 4 und 5 sind Flussdiagramme zum Erläu tern eines Teils des Prozesses in Fig. 3 im Detail. Zuerst akquiriert die Steuervorrichtung 14 in Schritt S1 die von dem Fahrer gewählten Daten des Betriebsmodus, und setzt in Schritt S2 die Energieerzeugung (Basis ausgabe) entsprechend dem Betriebsmodus. Der Betriebsmodus ist klassifi ziert in allgemeinen Betrieb, Betrieb (ökonomischer Modus), der die Kraft stoffökonomie höher bewertet, einen Betrieb (Sportmodus), der die Be schleunigungseffizienz höher bewertet als die Kraftstoffökonomie, etc. Die Basisausgabe kann akquiriert werden, indem z. B. das in der Steuervor richtung 14 vorbereitete Kennfeld an einer Adresse jedes Betriebsmodus abgefragt wird.

In Schritt S3 bewirkt die Steuervorrichtung 14, dass die Reformierungsvor richtung 2 das Wasserstoffgas mit der Menge erzeugt, die zum Erzeugen der im vorherigen Schritt gesetzten Basisausgabe benötigt wird, und diesen der Brennstoffzelle 4 zuzuführen. Der Schritt S3 wird im Detail näher erläutert. Zuerst wird der Rohbrennstoff mit einer Menge, die jener des Wasserstoffgases entspricht, die die Basisausgabe ergibt, aus dem Tank 6 zugeführt. Der Rohbrennstoff wird durch den Brennstoffverdampfer 7 verdampft, um Kraftstoffdampf zu erzeugen. Der Kraftstoffdampf wird durch den Reformer bearbeitet, um reformiertes Gas zu erzeugen. Das in dem reformierten Gas enthaltene Kohlenmonoxyd wird durch den CO- Beseitiger 9 beseitigt. Das resultierende reformierte Gas wird der Brenn stoffzelle 4 zugeführt. Der Prozess in Schritt S3 wird bevorzugt einer Rückkopplungsregelung entsprechend der Menge des Wasserstoffgases an der hinteren Stufe des CO-Beseitigers 9 und/oder der erzeugten Elektrizität der Brennstoffzelle 4 unterzogen.

Als nächstes erfasst die Steuervorrichtung 14 die Acceleratoröffnung durch eine Beschleunigerbetätigung durch den Fahrer (Schritt S4), erfasst die Fahrzeuggeschwindigkeit von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor (Schritt S5) und fragt das in sich selbst gespeicherte Kennfeld ab, um die benötigte Motorausgangsleistung zu bestimmen. Die Steuervorrichtung 14 addiert die elektrische Energie, die von den verschiedenen Hilfsmaschinen und der Klimaanlage verbraucht wird, zu der bestimmten Motorausgangs leistung, um die benötigte Elektrizität vorzusehen (Schritt S6).

Wenn in Schritt S7 die Steuervorrichtung 14 entscheidet, dass die von der Reformierungsvorrichtung 2 zugeführte Wasserstoffgasmenge die benötigte Elektrizität geben kann (Ja), geht der Prozess zu Schritt S8 weiter, indem die elektrische Energie nur durch die elektrochemische Reaktion des Was serstoffgases zugeführt wird, das von der Reformervorrichtung 2 zugeführt wird. Wenn andererseits die der Basisausgabe entsprechende Wasserstoff gasmenge die benötigte Elektrizität nicht geben kann (Nein), geht der Prozess zu Schritt S9 weiter, in dem die Basisausgabe durch den Wasser stoffpuffer MHB und/oder den elektrischen Puffer CAPA unterstützt wird.

Nun wird in Bezug auf das Flussdiagramm von Fig. 4 eine Erläuterung der Elektrizitätszufuhr durch nur die Reformierung Feuchtung 2 angegeben.

Zuerst erfasst in Schritt S21 die Steuervorrichtung 14 die Menge (Restmen ge) des in dem Wasserstoffpuffer MHB aufgenommenen Wasserstoffgases, und erfasst in Schritt S22 die Menge (Restmenge) zu der in dem elektri schen Puffer CAPA gespeicherten elektrischen Energie.

Die Steuervorrichtung 14 berechnet die restliche elektrische Energie (über schüssige Elektrizität), die akquiriert wird, indem die von der Last 12 ver brauchte benötigte Elektrizität von der von der Brennstoffzelle 4 erzeugten Elektrizität subtrahiert wird (Schritt S23). Bei Bedarf wird die Elektrizität, die der durch regenerative Bremsung akquirierten regenerativen Energie entspricht, zu der überschüssigen Elektrizität addiert. Nachdem die über schüssige Elektrizität akquiriert worden ist, wird in Schritt S24 bis S26, wie in Fig. 6A zu sehen, ein Teil des in der Reformierungsvorrichtung erzeugten Wasserstoffgases in dem Wasserstoffpuffer MHB aufgenommen und wird ein Teil der von der Brennstoffzelle 4 erzeugten Elektrizität in dem elek trischen Puffer CAPA gespeichert.

Zuerst berechnet die Steuervorrichtung 14, auf der Basis der jeweiligen Restmengen, die zulässige Wasserstoffgasmenge, die in dem Wasserstoff puffer MHB aufgenommen werden kann, und jene der elektrischen Energie, die in dem elektrischen Puffer CAPA gespeichert werden kann (Schritt S24). Auf der Basis der berechneten Ergebnisse stellt die Steuervorrichtung 14 die erzeugte Elektrizität der Brennstoffzelle 4 derart ein, dass das Strömungsratensteuerventil (nicht gezeigt) schließt, das an der anodenseiti gen Elektrode der Brennstoffzelle 4 vorgesehen ist, um die zugeführte Wasserstoffgasmenge zu reduzieren (Schritt S25).

Ferner schließt die Steuervorrichtung 14 die Schaltung (nicht gezeigt) der Elektrizitätszufuhrleitung, um die Brennstoffzelle 4 und den elektrischen Puffer CAPA zu verbinden. Dann wird die Restelektrizität, wenn die von der Last 12 verbrauchte Elektrizität von der von der Brennstoffzelle 4 abgenom menen Elektrizität ausgeschlossen ist, in dem elektrischen Puffer CAPA gespeichert.

Da andererseits die erzeugte Elektrizität des Brennstoffpuffers 4 eingestellt worden ist, wird das Wasserstoffgas, das von der Reformierungsvorrich tung 2 der Brennstoffzelle zugeführt wird, überschüssig. Dieses überschüs sige Wasserstoffgas wird in dem Wasserstoffpuffer MHB derart unterge bracht, dass es durch die Wasserstoff einschließende Legierung in dem Tank des Wasserstoffpuffers MHB eingeschlossen wird, der durch die Temperatursteuereinheit 13 gekühlt ist (Schritt S26).

Um dann das Überfließen durch übermäßiges Befüllen jeweils des Wasser stoffpuffers MHB und des elektrischen Puffers CAPA zu verhindern, prüft in Schritt S27 die Steuervorrichtung 14 die Restmenge in jedem der Puffer MHB und CAPA. Wenn die Restmenge 95% erreicht hat (Ja), wird die zuzuführende Menge des Rohbrennstoffs reduziert, um die Ausgabe von der Reformierungsvorrichtung 2 zu senken (Schritt S28). Danach geht der Prozess zu Schritt S10 in Fig. 3 weiter.

Es wird eine Erläuterung des Prozesses angegeben, wo in Schritt S7 in Fig. 3 die benötigte Elektrizität durch die erzeugte Elektrizität der Brennstoffzelle 4 aufgrund des von der Reformierungsvorrichtung 2 zugeführten Wasser stoffgases nicht gegeben werden kann (Nein). Es wird nämlich in Bezug auf das Flussdiagramm von Fig. 5 die Erläuterung des Prozesses angegeben, wo, wie in Fig. 6B gezeigt, das unterstützende Wasserstoffgas von dem Wasserstoffpuffer MHB zusätzlich zu dem von der Reformierungsvorrich tung 2 erzeugten Wasserstoffgas zugeführt wird, um die von der Brenn stoffzelle 4 erzeugte Elektrizität zu erhöhen, und die unterstützende Elek trizität zu der erzeugten Elektrizität der Brennstoffzelle 4 addiert wird, um die benötigte Elektrizität anzugeben.

Wie aus Fig. 5 ersichtlich, erfasst die Steuervorrichtung 14 die Restmenge des Wasserstoffgases, die von dem Wasserstoffpuffer MHB eingeschlossen ist (Schritt S31), und erfasst die Restmenge der elektrischen Energie, die von dem elektrischen Puffer CAPA gespeichert ist (Schritt S32).

In Schritt S33 berechnet die Steuervorrichtung 14 ungenügende Elektrizität (oder Elektrizitätsmangel), die eine Differenz zwischen der von der vor liegenden Reformierungsvorrichtung 2 erzeugten Elektrizität und der benö tigten Elektrizität ist. In Schritt S34 entscheidet die Steuervorrichtung 14, ob die ungenügende Elektrizität durch die Aktion des elektrischen Puffers CAPA und/oder des Wasserstoffpuffers MHB gegeben werden kann. Diese Entscheidung erfolgt durch Vergleich der ungenügenden Elektrizität mit der Pufferrestmenge in dem elektrischen Puffer CAPA und/oder dem Wasser stoffpuffer MHB, multipliziert mit einem Koeffizienten α, der für jeden Betriebsmodus vorgeschrieben ist.

Dieser Koeffizient α dient dazu, die Zulässigkeit der Restmenge entspre chend dem Betriebszustand zu setzen. Dieser Koeffizient soll verhindern, dass die elektrische Energie des elektrischen Puffers CAPA und das einge schlossene Wasserstoffgas in dem Wasserstoffpuffer MHB vollständig verbraucht werden, z. B. dann, wenn eine abrupte Beschleunigung fort gesetzt wird. Übrigens wird, in der Aufeinanderfolge eines Sportmodus, Normalmodus und ökonomischen Modus, der Wert des Koeffizienten α kleiner.

Wenn in Schritt S34 die ungenügende Elektrizität größer ist als die Puffer restkapazität der Elektrizität, multipliziert mit dem Koeffizienten α (Ja), d. h. die ungenügende Elektrizität durch nur die Pufferrestmenge nicht ausgege ben werden kann, erhöht die Steuervorrichtung 14 in Schritt S35 die zuzuführende Rohbrennstoffmenge, um die Ausgabe von der Reformie rungsvorrichtung 2 zu erhöhen, und geht anschließend zu Schritt S36 weiter. Übrigens ist der Grund dafür, warum die Steuervorrichtung 14 eine Anweisung zur Erhöhung der Ausgabe von der Reformierungsvorrichtung 2 vor der Unterstützung durch den Wasserstoffpuffer MHB und den elek trischen Puffer CAPA ausgibt, der, dass die geringe Reaktion der Reformie rungsvorrichtung 2 zu einer Zeitverzögerung führt, bis die zugeführte Wasserstoffgasmenge zunimmt, um die von der Brennstoffzelle erzeugte Elektrizität tatsächlich zu erhöhen.

Wenn andererseits die ungenügende Elektrizität weniger ist als die Puffer restkapazität multipliziert mit α (Nein), ist es nicht notwendig, die Ausgabe von der Reformierungsvorrichtung 2 zu verändern. Daher geht der Prozess direkt zu Schritt S36 weiter.

In Schritt S36 berechnet die Steuervorrichtung 14 die elektrische Energie (Unterstützungsmenge), die von dem elektrischen Puffer CAPA entladen wird, bzw. die erzeugte Elektrizität (Unterstützungsmenge) der Brennstoff zelle 4, die mit der Hilfe des vom Wasserstoffpuffer MHB entladenen Wasserstoffgases erhöht werden soll.

In Schritt S37 bewirkt die Steuervorrichtung 14, dass der Wasserstoff puffer MHB das Wasserstoffgas entsprechend der Unterstützungsmenge entlädt.

In Schritt S38 bewirkt die Steuervorrichtung 14, dass der elektrische Puffer CAPA die gespeicherte elektrische Energie als unterstützende Elektrizität der Last 12 zuführt.

Die Unterstützung durch den Wasserstoffspeicher MHB in Schritt S37 und die Unterstützung durch den elektrischen Puffer CAPA in Schritt S38 kann in jeder Reihenfolge ausgeführt werden. Gewöhnlich werden sie gleichzeitig ausgeführt. Jedoch sorgt die Unterstützung durch den Wasserstoffpuffer MHB, die zuerst realisiert wird, nachdem das Wasserstoffgas entladen worden ist und die elektrochemische Reaktion durch die Brennstoffzelle 4 erfolgt ist, für eine längere Zeitverzögerung als die Unterstützung durch den elektrischen Puffer CAPA.

Wenn z. B. die benötigte Elektrizität in stufenartiger Funktion zunimmt, wie in Fig. 7A gezeigt, bis die Ausgabe von der Reformierungsvorrichtung 2 der benötigten Elektrizität folgt, wird bevorzugt die Unterstützung durch den elektrischen Puffer CAPA ausgeführt, der eine höhere Reaktion bietet. Diese Unterstützung durch den elektrischen Puffer CAPA ermöglicht es, dass das Brennstoffzellensystem 1 die benötigte Elektrizität rasch zuführt. Jedoch behält der elektrische Puffer CAPA, der eine kleine Energiedichte hat, die Unterstützungsmenge nur während einer kurzen Zeit T1 bei. Wäh rend dieser Zeit beginnt das Wasserstoffgas, das allmählich aus dem Wasserstoffpuffer MHB entladen wird, der die Unterstützung gleichzeitig mit dem elektrischen Puffer CAPA begonnen hat, damit, Stück für Stück zur Zunahme der Elektrizität beizutragen, die von der Brennstoffzelle 4 erzeugt wird. Während einer Zeitzone T2 wird die ungenügende Elektrizität durch den Wasserstoffpuffer MHB unterstützt. Mittlerweile beginnt die Wasserstoffgasmenge von der Reformierungsvorrichtung 2, die eine Anwei sung zur Erhöhung der zuzuführenden Wasserstoffmenge in Schritt S35 erhalten hat, damit, allmählich zuzunehmen, so dass die von der Brenn stoffzelle 4 erzeugte Elektrizität zuzunehmen beginnt. Schließlich wird die Elektrizitätserzeugung allein durch die Reformierungsvorrichtung ausgeführt (nicht gezeigt).

Wenn die Restmenge der in dem elektrischen Puffer CAPA gespeicherten elektrischen Energie und die Wasserstoffgasmenge, die in den Wasserstoff speicher MHB gefüllt ist, weniger als 30% ihrer jeweiligen Mengen durch die Unterstützung in den Schritten S37 und S38 geworden sind (Ja in Schritt S39), wird die Ausgabe von der Reformierungsvorrichtung 2 erhöht (Schritt S40). Daher kehrt der Prozess durch die Steuervorrichtung 14 zu Schritt S10 in Fig. 3 zurück. Wenn andererseits die Restmengen immer noch mehr sind als die jeweiligen Kapazitäten nach der Unterstützung in Schritt S39 (Nein), geht der Prozess direkt zu Schritt S10 weiter.

In Schritt S10 zu Schritt S12 in Fig. 3, die sich an die Fig. 4 und 5 an schließen, wie in Fig. 8 gezeigt, wird ein Teil des nicht benutzten Wasser stoffgases, das in dem Anodenabgas enthalten ist, das von der Brennstoff zelle 4 abgegeben wird und als Brennstoff zum Verdampfen des Rohbrenn stoffs in dem Brennstoffverdampfer 7 benutzt wird, durch den Wasserstoff puffer MHB wiedergewonnen.

Insbesondere wird in Schritt S10 die Menge des Anodenabgases (Wasser stoffgases), die zum Erzeugen des Heizmediums benötigt wird, das den Rohbrennstoff in dem Brennstoffverdampfer verdampft, berechnet.

In Schritt S11 wird die Menge des nicht benutzten Wasserstoffgases berechnet, indem die Wasserstoffgasmenge, die zum Erzeugen des Heiz mediums erforderlich ist, von der Wasserstoffgasmenge, die in dem Ano denabgas enthalten ist, subtrahiert wird. Um eine große Menge des Roh brennstoffs zu verdampfen, ist eine entsprechend große Wärmemenge erforderlich. Daher muss das Wasserstoffgas in dem Anodenabgas einer katalytischen Verbrennung dem katalytischen Verbrenner 7a unterzogen werden. So nimmt die Menge des nicht benutzten Wasserstoffgases ab.

Wenn umgekehrt eine kleine Menge des Rohbrennstoffs erforderlich ist, ist eine kleine Wärmemenge erforderlich. Daher nimmt der Wasserstoff zur katalytischen Verbrennung ab. Im Ergebnis nimmt die Menge des nicht benutzten Wasserstoffgases, das in dem Wasserstoffpuffer MHB wiederge wonnen wird, zu.

Nachdem die Menge des nicht benutzten Wasserstoffgases berechnet worden ist, öffnet die Steuervorrichtung 14 das in Fig. 1 gezeigte Ventil V1, um das Anodenabgas entsprechend der Menge des nicht benutzten Wasserstoffgases in den Wasserstoffpuffer MHB einzuführen. Da ein Kondensator (nicht gezeigt) zwischen dem Ventil V1 und dem Wasserstoff puffer MHB angeordnet ist, fließt das Anodenabgas, mit der entfernten Feuchtigkeit, in den Wasserstoffpuffer MHB hinein, so dass das in dem Anodenabgas enthaltene Wasserstoffgas eingeschlossen wird (Schritt S12). Anzumerken ist, dass die Feuchtigkeit beseitigt wird, um eine Ver giftung der Wasserstoff einschließenden Legierung zu verhindern.

Nachdem der Wasserstoffpuffer MHB mit dem nicht benutzten Wasserstoff des Anodenabgases befüllt ist, geht dann der Prozess zu Schritt S13 weiter. Auf der Basis der Fahrzeuggeschwindigkeit und anderer erfasster Ergebnisse wird der Prozess insgesamt abgeschlossen, wenn die Steuervor richtung 14 entscheidet, dass der Antrieb des Fahrzeugs abgeschlossen worden ist (Ja). Wenn andererseits die Steuervorrichtung 14 entscheidet, dass die Fahrt fortgesetzt wird (Nein), kehrt der Prozess zu Schritt S4 zurück, so dass der Prozess wiederholt wird.

Wo die Restmenge jeweils des Wasserstoffpuffers MHB und des elektri schen Puffers CAPA aufgrund der Unterstützung der Ausgabe von der Reformierungsvorrichtung 2 reduziert wird, wird, wenn die Ausgabe von der Reformierungsvorrichtung 2 größer ist als die benötigte Elektrizität, in Schritt S8 (d. h. Schritte S21 bis S28) der Wasserstoffpuffer MHB mit dem Wasserstoffgas befüllt und wird der elektrische Puffer CAPA mit der elek trischen Energie befüllt, um für die nächste Zunahme der benötigten Elek trizität vorzusorgen.

Während, wie z. B. in Fig. 7B gezeigt, die Ausgabe von der Reformierungs vorrichtung 2 auf die benötigte Elektrizität sinkt, wird ein Teil der über schüssigen Elektrizität gefüllt (gespeichert), und das überschüssige Wasser stoffgas, das der restlichen überschüssigen Elektrizität entspricht, wird in den Wasserstoffpuffer MHB aufgenommen (gefüllt).

Ferner, wo die Zunahme/Abnahme in der benötigten Elektrizität unregelmä ßig und kontinuierlich erfolgt, wie in Fig. 9 gezeigt, werden die Unterstüt zung und das Befüllen nach Bedarf wiederholt. Insbesondere wo die Aus gabe von der Reformierungsvorrichtung 2, wie mit der unterbrochenen Linie angegeben, kleiner ist als die benötigte Ausgabe, wie mit der durch gehenden Linie angegeben (Zeitzone von P1), wird die Unterstützung durch den elektrischen Puffer CAPA und den Wasserstoffpuffer MHB verwendet. Umgekehrt, wo die Ausgabe von der Reformierungsvorrichtung von der Reformierungsvorrichtung 2 größer ist als die benötigte Ausgabe (Zeitzone von P2), werden der elektrische Puffer CAPA und der Wasserstoffpuffer MHB mit der überschüssigen Elektrizität und dem überschüssigen Wasser stoffgas befüllt. Ferner, wo eine kleine Differenz zwischen der Ausgabe von der Reformierungsvorrichtung 2 und der benötigten Ausgabe vorliegt, wird die Unterstützung allein durch den elektrischen Puffer CAPA (Zeitzone von P3) oder die Befüllung durch nur den elektrischen Puffer CAPA (Zeit zone von P4) nach Bedarf selektiv durchgeführt.

Das oben beschriebene Brennstoffzellensystem 1 kann eine hohe Reaktion aufzeigen, um die benötigte Elektrizität zu erhöhen, indem die Unterstüt zung und Befüllung durch den Wasserstoffpuffer MHB und den elektrischen Puffer CAPA geeignet gesteuert/geregelt wird. Zusätzlich kann durch Steuern/Regeln der Unterstützungsmenge durch den Wasserstoffpuffer MHB und den elektrischen Puffer CAPA eine Änderung in der durch die Reformierungsvorrichtung 2 behandelten Menge minimiert werden. Ande rerseits kann auch dort, wo die durch die Reformierungsvorrichtung zu behandelnde Menge geändert wird, die benötigte Elektrizität ohne abrupte Änderung zugeführt werden, so dass die Belastung der Reformierungsvor richtung 2 gelöst werden kann.

Ferner gestattet die wirkungsvolle Nutzung der überschüssigen Elektrizität, dass die Brennstoffzelle 4 miniaturisiert wird, und die Verwendung des Wasserstoffpuffers MHB gestattet, dass der elektrische Puffer CAPA mit niedriger Energiedichte und der Brennstoffverdampfer 7 miniaturisiert werden. Somit kann das Brennstoffzellensystem 1 miniaturisiert werden. Ferner kann der Nutzungsgrad des Wasserstoffgases verbessert werden, indem bewirkt wird, dass der Wasserstoffpuffer MHB das nicht benutzte Wasserstoffgas einschließt, das im vom Brennstoffpuffer 4 abgegebenen Anodenabgas enthalten ist.

Übrigens kann diese Erfindung in weiterem Maße modifiziert werden, ohne durch die oben beschriebene Ausführung eingeschränkt zu sein.

Z. B. sollte der Wasserstoffpuffer MHB nicht auf die Wasserstoff einschlie ßende Legierung beschränkt sein, solange er Einschließen und Entladen kann. Der elektrische Puffer CAPA sollte nicht auf den elektrischen Doppel schichtkondensator beschränkt sein, solange er Elektrizität laden/entladen kann.

Gemäß der Erfindung, die in Anspruch 1 oder 6 dieser Anmeldung beschrie ben ist, kann die Energie wirkungsvoll genutzt werden, indem die unge nügende Elektrizität mit dem Wasserstoffpuffer und/oder dem elektrischen Puffer ergänzt wird oder die überschüssige Elektrizität oder das überschüs sige Wasserstoffgas in den Wasserstoffpuffer oder elektrischen Puffer gefüllt wird. Daher können Gewicht und Größe des Systems reduziert werden. Der Brennstoffwirkungsgrad des Fahrzeugs kann genutzt werden.

Gemäß der in Anspruch 2 oder 5 beschriebenen Erfindung kann die Reak tion auf eine Änderung der benötigten Elektrizität verbessert werden, indem bevorzugt der elektrische Puffer mit hoher Reaktion verwendet wird. Daher wird der Fahrer nicht belastet.

Gemäß der in Anspruch 3 beschriebenen Erfindung kann die Elektrizität stabil zugeführt werden, indem die Unterstützung durch den elektrischen Puffer mit kleiner Energiedichte mit der Unterstützung durch den Wasser stoffpuffer mit niedriger Reaktion jedoch einer Energiedichte kombiniert wird.

Gemäß der in Anspruch 4 oder 6 beschriebenen Erfindung kann eine stabile Elektrizitätszufuhr beibehalten werden, indem eine Zunahme der benötigten Elektrizität während einer Übergangsperiode mit dem elektrischen Puffer oder dem Wasserstoffpuffer ergänzt wird, und danach die Menge des von der Reformierungsvorrichtung zugeführten Wasserstoffgases erhöht wird.

In einem Brennstoffzellensystem 4, in dem von einer Brennstoffzelle 4, die mit dem von einer Reformierungsreaktion erzeugten Wasserstoffgas ver sorgt wird, Elektrizität erzeugt wird und die Elektrizität einer externen Last 12 zugeführt wird, ist ein elektrischer Puffer CAPA zum Speichern über schüssiger Elektrizität oder zum Ergänzen ungenügender Elektrizität zwi schen der Brennstoffzelle 4 und der externen Last 12 angeordnet, und ist ein Wasserstoffpuffer MHB zum Aufnehmen von überschüssigem Wasser stoffgas und Ergänzen des ungenügenden Wasserstoffgases zwischen einer Reformierungsvorrichtung 2 und einer Brennstoffzelle angeordnet. Wo der Elektrizitätsverbrauch in der Last 12 abrupt zunimmt, wird die benötigte Elektrizität mit der Unterstützung des elektrischen Puffers CAPA und des Wasserstoffpuffers MHB zugeführt.

Claims

1. Brennstoffzellensystem umfassend:
eine Brennstoffzelle, die einer Last Elektrizität zuführt, die durch eine elektrochemische Reaktion von Wasserstoffgas und Sauerstoffgas erzeugt ist;
eine Reformierungsvorrichtung zum Erzeugen des der Brennstoffzelle zuzuführenden Wasserstoffgases durch eine Reformierungsreaktion;
einen Wasserstoffpuffer zum Aufnehmen eines Teils des von der Reformierungsvorrichtung zugeführten Wasserstoffgases; und
einen elektrischen Puffer zum Laden eines Teils der von der Brenn stoffzelle zugeführten Elektrizität,
worin das Wasserstoffgas, das für die Erzeugung der Elektrizität in der Brennstoffzelle benötigt wird, durch von dem Wasserstoffpuffer und der Reformierungsvorrichtung zugeführtes Wasserstoffgas be reitgestellt wird, und
die Elektrizität, die für die Last benötigt wird, durch von dem elek trischen Puffer zugeführte Elektrizität und die Elektrizität von der Brennstoffzelle bereitgestellt wird.

2. Brennstoffzellensystem nach Anspruch 1, worin dann, wenn die für die Last benötigte Elektrizität zunimmt, eine Entladung der von dem elektrischen Puffer zugeführten Elek trizität vor einer Entladung des Wasserstoffs aus dem Wasserstoff puffer durchgeführt wird.

3. Brennstoffzellensystem nach Anspruch 1, worin das Wasserstoffgas von dem Wasserstoffpuffer in Antwort auf eine in dem elektrischen Puffer gespeicherten Restmenge von elektrischer Energie entladen wird.

4. Brennstoffzellensystem nach Anspruch 1, worin das Wasserstoffgas von der Reformierungsvorrichtung in Antwort auf eine in dem Wasserstoffpuffer aufgenommene Rest menge des Wasserstoffgases entladen wird.

5. Brennstoffzellensystem nach Anspruch 1, worin der Wasserstoffpuffer eine Mehrzahl von Tanks zum Einschlie ßen/Entladen des Teils des Wasserstoffgases sowie eine Tempera tursteuereinheit enthält, und die Temperatursteuereinheit steuert/ regelt, um zumindest einen der Tanks in dem entladbaren Zustand zu halten.

6. Betriebsverfahren eines Brennstoffzellensystems, wobei das Ver fahren die Schritte aufweist:

a) Zuführen von Elektrizität, die durch eine elektrochemische Reaktion einer Brennstoffzelle durch Wasserstoffgas und Sauerstoffgas erzeugt ist, zu einer Last, wobei das Wasser stoffgas aus einer Reformierungsreaktion in einer Reformie rungsvorrichtung erhalten wird;
b) Laden oder Entladen von Elektrizität entsprechend einem Überschuss/Mangel von Elektrizität, die von der Brennstoff zelle zugeführt wird, und einer benötigten Elektrizität, die von der Last verbraucht wird, in einen elektrischen Puffer;
c) Laden oder Entladen des Wasserstoffgases entsprechend einem Überschuss/Mangel in einer benötigten Menge von Wasserstoffgas für die Brennstoffzelle und einer Menge von Wasserstoffgas, die von der Reformierungsvorrichtung zu geführt wird, in einen Wasserstoffpuffer, der eine Wasserstoff einschließende Legierung enthält; und
d) Erhöhen der Menge des Wasserstoffgases, die von dem Was serstoffpuffer der Brennstoffzelle zugeführt wird, nachdem die Elektrizität von dem elektrischen Puffer zu der Last erhöht wurde, wenn die benötigte Elektrizität zunimmt, um hierdurch eine von der Brennstoffzelle erzeugte Elektrizität zu erhöhen, um die benötigte Elektrizität bereitzustellen.

7. Betriebsverfahren des Brennstoffzellensystems nach Anspruch 6, das ferner den Schritt umfasst:

a) Erhöhen der von der Reformierungsvorrichtung zugeführten Wasserstoffgasmenge nach dem Erhöhen der von dem Wasserstoffpuffer zugeführten Wasserstoffgasmenge, um hierdurch die von der Brennstoffzelle erzeugte Elektrizität zu erhöhen, um die benötigte Elektrizität bereitzustellen.