DE10237154A1 - Fuel cell system with at least one fuel cell and with a gas generating device - Google Patents

Fuel cell system with at least one fuel cell and with a gas generating device Download PDF

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Abstract

Bei einem Brennstoffzellensystem mit wenigstens einer Brennstoffzelle und mit einer Gaserzeugungseinrichtung ist die Gaserzeugungseinrichtung mit einer Heizeinrichtung zur Erhöhung der Temperatur innerhalb der Gaserzeugungseinrichtung versehen und die Gaserzeugungseinrichtung weist eine thermische Isolierung auf, um die Temperatur innerhalb der Gaserzeugungseinrichtung auf einem bestimmten Niveau zu halten.In a fuel cell system having at least a fuel cell and a gas generating means, the gas generating means is provided with a heater for raising the temperature inside the gas generating means, and the gas generating means has thermal insulation for keeping the temperature within the gas generating means at a certain level.

Description

Die Erfindung betrifft ein Brennstoffzellensystem mit wenigstens einer Brennstoffzelle und mit einer Gaserzeugungseinrichtung.The invention relates to a fuel cell system with at least one fuel cell and with a gas generating device.

Gattungsgemäße Brennstoffzellensysteme sind aus dem allgemeinen Stand der Technik bekannt. Nur beispielhaft wird hierzu auf die DE 199 29 732 A1 verwiesen.Generic fuel cell systems are known from the general state of the art. Only by way of example is this on the DE 199 29 732 A1 directed.

In der den Brennstoffzellen vorgeschalteten Gaserzeugungseinrichtung wird der für das Brennstoffzellensystem notwendige Wasserstoff aus Kohlenwasserstoffen, wie z.B. Erdgas, Propan, Butan, Benzin, Diesel oder Kerosin, gewonnen. Für diesen Prozess ist innerhalb des Gaserzeugungssystems eine Betriebstemperatur von mehr als 500 bis 600 °C erforderlich. In den Brennstoffzellen selbst herrscht eine Betriebstemperatur von ca. 80 °C.In the fuel cell upstream gas generating device will the for the fuel cell system necessary hydrogen from hydrocarbons, such as. Natural gas, propane, butane, gasoline, diesel or kerosene, won. For this process is within the gas generating system an operating temperature of more than 500 to 600 ° C required. In the fuel cell itself, there is an operating temperature of about 80 ° C.

Beim Kaltstart des Systems ist es in der Rufheizphase erforderlich, die oben angegebenen Betriebstemperaturen zu erreichen, was mehrere Minuten in Anspruch nehmen kann.When cold starting the system it is required in the call heating phase, the above-mentioned operating temperatures reach, which can take several minutes.

Da es in der beschriebenen Aufwärm- bzw. Rufheizphase nicht möglich ist, der Brennstoffzelle Strom zu entnehmen, stellt jeder Kaltstart des Brennstoffzellensystems einen unnötigen Energieverbrauch dar, was insbesondere dann stark zum Tragen kommt, wenn solche Aufwärmphasen während der Betriebszeit des Brennstoffzellensystems häufig auftreten oder wenn die Aufwärmphasen im Vergleich zu dem späteren Betrieb des Brennstoffzellensystems sehr lang sind.Since it is in the described warming or Rufheizphase not possible is to take the fuel cell power, every cold start the fuel cell system is an unnecessary energy consumption, which is particularly strong when such warm-up phases during the Operating time of the fuel cell system often occur or if the warm-up phase compared to the later one Operation of the fuel cell system are very long.

Wenn beispielsweise während eines Betriebszyklus für einen kurzen Zeitraum keine elektrische Leistung benötigt wird, so muss das gesamte System bei kleiner Leistung betrieben werden, um eine nachfolgende Inbetriebnahme ohne zeitlichen Verzug zu gewährleisten. In diesem Zusammenhang ist allerdings nachteilig, dass der Wirkungsgrad von Brennstoffzellensystemen bei sinkender Last stark nachlässt.For example, during a Operating cycle for a short period no electrical power is needed so the whole system has to be run at low power, to ensure subsequent commissioning without any time delay. In this context, however, is disadvantageous that the efficiency of fuel cell systems decreases sharply with decreasing load.

Zum Erreichen der Betriebstemperatur werden im allgemeinen Stand der Technik häufig Startbrenner oder elektrische Heizeinrichtungen verwendet, die die oben genannten Nachteile allerdings nicht beseitigen können.To reach the operating temperature In the general state of the art, starters or electric motors are often used However, heaters used that do not have the disadvantages mentioned above can eliminate.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Brennstoffzellensystem mit einer Gaserzeugungseinrichtung zu schaffen, mit welchem die Aufwärmzeit bis zur möglichen Stromentnahme aus dem Brennstoffzellensystem drastisch verringert werden kann.It is therefore the task of the present Invention, a fuel cell system with a gas generating device to create, with which the warm-up time up to the possible Current consumption from the fuel cell system can be drastically reduced can.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die in Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst.According to the invention this object is achieved by the solved in claim 1 features.

Durch die erfindungsgemäße Kombination einer thermischen Isolierung mit einer Heizeinrichtung für die Gaserzeugungseinrichtung können die für den Betrieb des Brennstoffzellensystems wesentlichen thermischen Massen stets auf Betriebstemperatur gehalten werden, so dass ein Standby-Betrieb des Brennstoffzellensystems möglich gemacht wird. Neben der Temperatur wird auf diese Weise auch der Druck der Gaserzeugungseinrichtung auf einem hohen Niveau gehalten, so dass die Startzeit wesentlich reduziert wird und ein schneller Start sowie ein kurzfristiges Abschalten des Brennstoffzellensystems möglich ist.The inventive combination of a thermal insulation with a heater for the gas generating device can the for the operation of the fuel cell system essential thermal Masses are always kept at operating temperature, so that a Standby operation of the fuel cell system is made possible. In addition to the Temperature is in this way also the pressure of the gas generating device kept at a high level, so the start time is significantly reduced and a quick start as well as a short-term shutdown the fuel cell system possible is.

In denjenigen Zeiten, in denen von der Brennstoffzelle keine elektrische Leistung angefordert wird, kann das Brennstoffzellensystem somit abgeschaltet bzw. in den Standby-Betrieb geschaltet werden, was zu einer erheblichen Kraftstoff- bzw. Energieersparnis führt.In those times in which of the fuel cell is not required to provide electrical power, Thus, the fuel cell system can be switched off or in standby mode be switched, resulting in a significant fuel and energy savings leads.

Das erfindungsgemäße Brennstoffzellensystem ist insbesondere für den Einsatz in z.B. Antriebssystemen für Mehrzweckloks oder Bordstromversorgung von NFZ und PKW sehr gut geeignet, da gerade in diesen Anwendungsfällen häufige Standby-Betriebszustände gefordert werden.The fuel cell system according to the invention is especially for use in e.g. Drive systems for multi-purpose locos or on-board power supply Of commercial vehicles and cars very well suited because especially in these applications, frequent standby operating conditions required become.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus den nachfolgend anhand der Zeichnung beispielhaft dargestellten Ausführungsbeispielen.Advantageous embodiments and Further developments of the invention will become apparent from the dependent claims and from those exemplified below with reference to the drawing Embodiments.

Dabei zeigen:Showing:

1 eine Schemadarstellung des erfindungsgemäßen Brennstoffzellensystems; 1 a schematic representation of the fuel cell system according to the invention;

2 eine schematische Darstellung einer Mehrzwecklok, dessen Antriebssystem mit dem erfindungsgemäßen Brennstoffzellensystem ausgestattet ist; und 2 a schematic representation of a multi-purpose locomotive whose drive system is equipped with the fuel cell system according to the invention; and

3 ein Schaltbild des Antriebssystems aus 2. 3 a circuit diagram of the drive system 2 ,

1 zeigt ein Brennstoffzellensystem 1 mit im vorliegenden Fall einer Brennstoffzelle 1a, welches in an sich bekannter Weise eine Anodenseite 2 und eine Kathodenseite 3 aufweist. In die Kathodenseite 3 mündet in ebenfalls an sich bekannter Weise eine Luftleitung 4, wohingegen die Anodenseite 2 über eine Wasserstoffleitung 5 mit Wasserstoff versorgt wird. 1 shows a fuel cell system 1 with in the present case a fuel cell 1a , which in known manner an anode side 2 and a cathode side 3 having. In the cathode side 3 opens in an also known per se an air line 4 whereas the anode side 2 via a hydrogen line 5 is supplied with hydrogen.

Zur Erzeugung des Wasserstoffs für das Brennstoffzellensystem 1 dient eine Gaserzeugungseinrichtung 6, deren Hauptbestand teil ein Reformer 7 ist. Der Reformer 7 wird über eine Zuleitung 8 mit einem Kohlenwasserstoff, wie z.B. Erdgas, Propan, Butan, Benzin, Diesel, Kerosin oder dergleichen, versorgt. Da die Vorgänge innerhalb des Reformers 7 an sich bekannt sind, werden sie im folgenden nicht näher erläutert.For generating the hydrogen for the fuel cell system 1 serves a gas generating device 6 whose main constituent part is a reformer 7 is. The reformer 7 is via a supply line 8th with a hydrocarbon such as natural gas, propane, butane, gasoline, diesel, kerosene or the like supplied. As the events within the reformer 7 are known per se, they are not explained in detail below.

An die im Stillstand des Brennstoffzellensystems 1 druckbeaufschlagte Gaserzeugungseinrichtung 6 schließt sich eine Gasreinigungseinrichtung 9 an. Die Gasreinigungseinrichtung 9 weist zwei Hochtemperatur-Shift-Stufen 10 und 11 zur CO-Abreicherung des in dem Reformer 7 erzeugten Gases auf. Des weiteren ist die Gasreinigungseinrichtung 9 mit einer H2-Separations-Membran 12 versehen.At the standstill of the Brennstoffzellensys tems 1 pressurized gas generating device 6 closes a gas cleaning device 9 on. The gas purification device 9 has two high-temperature shift stages 10 and 11 to CO depletion of the in the reformer 7 generated gas. Furthermore, the gas purification device 9 with an H 2 separation membrane 12 Provided.

Um die Aufwärmzeit für die Gaserzeugungseinrichtung 6 so gering wie möglich zu halten und somit ein möglichst schnelles Starten des Brennstoffzellensystems 1 zu gewährleisten, ist dieselbe mit einer Heizeinrichtung 13 versehen, die im vorliegenden Fall durch einen Brenner gebildet ist, der über eine Leitung 14 mit einem Kraftstoff und mit Luft beaufschlagt wird. Auf diese Weise kann die Heizeinrichtung 13 sehr schnell die für den Reformer 7 erforderliche Betriebstemperatur von 500 °C bis zu mehr als 600 °C erzeugen.To the warm-up time for the gas generator 6 To keep as low as possible and thus the fastest possible starting of the fuel cell system 1 to ensure it is the same with a heater 13 provided, which is formed in the present case by a burner, which via a line 14 with a fuel and air is applied. In this way, the heater can 13 very fast for the reformer 7 required operating temperature of 500 ° C to more than 600 ° C produce.

An den Reformer 7 sind des weiteren ein Katbrenner 15 und ein Startbrenner 16 angeschlossen. Hierbei wird der Katbrenner 15 über einen Wasser-Verdampfer 17, der an einen Wassertank 18 angeschlossen ist, versorgt. Die Heizeinrichtung 13 der Gaserzeugungseinrichtung 6 stellt somit eine Zusatzbeheizung zu dem Katbrenner 15 und dem Startbrenner 16 dar. Hierdurch befinden sich die wesentlichen thermischen Massen, nämlich die Gasreinigungseinrichtung 9, die Zuleitung 8 zu dem Reformer 7 sowie das Brennstoffzellensystem 1 auf Betriebstemperatur und lediglich die kleine Masse des Reformers 7 muss von der Standby-Temperatur von ca. 400 °C auf die Betriebstemperatur von mindestens ca. 600 °C erhitzt werden.To the reformer 7 are also a cat burner 15 and a start burner 16 connected. This is the cat burner 15 over a water evaporator 17 standing at a water tank 18 connected, supplied. The heater 13 the gas generating device 6 thus provides additional heating to the cat burner 15 and the start burner 16 This is the main thermal masses, namely the gas purification device 9 , the supply line 8th to the reformer 7 as well as the fuel cell system 1 to operating temperature and only the small mass of the reformer 7 must be heated from the standby temperature of approx. 400 ° C to the operating temperature of at least approx. 600 ° C.

In der H2-Separationsmembran 12 bilden sich während eines längeren Stillstands des Brennstoffzellensystems 1 kleine CO-Konzentrationen, was auf das Brennstoffzellensystem 1 vergiftend wirkt. Im vorliegenden Fall wird jedoch nach Inbetriebnahme des Brennstoffzellensystems 1 der mit CO-kontaminierte Wasserstoff auf der Permeatseite der H2-Separationsmembran 12 dem Katbrenner 15 über eine Leitung 19 zugeführt und dort für die Vorwärmung der Edukte genutzt.In the H 2 separation membrane 12 Form during a longer standstill of the fuel cell system 1 small CO concentrations, indicating the fuel cell system 1 poisoning acts. In the present case, however, after commissioning of the fuel cell system 1 the CO-contaminated hydrogen on the permeate side of the H 2 -Separationsmembran 12 the cat burner 15 over a line 19 fed and used there for the preheating of the educts.

Um die Temperatur für die Gaserzeugungseinrichtung 6 auf einem ausreichend hohen Niveau halten zu können, weist dieselbe eine thermische Isolierung 20 auf, die im vorliegenden Fall auch die Gasreinigungseinrichtung 9 isoliert. Dadurch ist es möglich, die Temperatur innerhalb der Gaserzeugungseinrichtung 6 und der Gasreinigungseinrichtung 9 auch während Zeitpunkten, in denen das Brennstoffzellensystem 1 nicht arbeitet, auf einer Temperatur von ca. 400 °C zu halten und somit ein sehr schnelles Starten der Gaserzeugungseinrichtung 6 zu ermöglichen, da hierfür nur eine geringe Aufheizung mittels des Startbrenners 16 erforderlich ist. Dadurch kann ein Standby-Betrieb des Brennstoffzellensystem 1 geschaffen werden, d.h. ein Betrieb, bei dem zumindest die Temperatur der Gaserzeugungseinrichtung 6 auf einem hohen Niveau gehalten wird, das Brennstoffzellensystem 1 jedoch nicht arbeitet.To the temperature for the gas generator 6 to be able to maintain a sufficiently high level, it has a thermal insulation 20 in the present case also the gas purification device 9 isolated. This makes it possible to control the temperature within the gas generating device 6 and the gas purification device 9 even during times when the fuel cell system 1 does not work, to maintain a temperature of about 400 ° C and thus a very fast start of the gas generating device 6 to allow, since this only a small heating by means of the starting burner 16 is required. This can cause a standby operation of the fuel cell system 1 be created, ie an operation in which at least the temperature of the gas generating device 6 is kept at a high level, the fuel cell system 1 but not working.

Im vorliegenden Fall entspricht die Standby-Temperatur der Temperatur der Hochtemperatur-Shift-Stufen 10 und 11 sowie der H2-Separationsmembran 12.In the present case, the standby temperature corresponds to the temperature of the high-temperature shift stages 10 and 11 and the H 2 separation membrane 12 ,

Das Brennstoffzellensystem 1, dessen Betriebstemperatur ca. 80 °C beträgt, weist ebenfalls eine Heizungseinrichtung 21 auf, an welche ein Heizkreislauf 22 angeschlossen ist. Der Heizkreislauf 22 wird im vorliegenden Fall durch die Abwärme der Heizeinrichtung 13 der Gaserzeugungseinrichtung 6 über eine Leitung 23 versorgt und somit betrieben. Auch das Brennstoffzellensystem 1 kann mit einer thermischen Isolierung versehen sein, diese ist jedoch nicht dargestellt.The fuel cell system 1 , whose operating temperature is about 80 ° C, also has a heating device 21 on, to which a heating circuit 22 connected. The heating circuit 22 is in the present case by the waste heat of the heater 13 the gas generating device 6 over a line 23 supplied and thus operated. Also the fuel cell system 1 may be provided with a thermal insulation, but this is not shown.

Wenn das Brennstoffzellensystem 1 durch die beschriebene Erwärmung mittels des Heizkreislaufs 22 auf Betriebstemperatur gehalten wird, so sollten sowohl auf der Anodenseite 2 als auch auf der Kathodenseite 3 sämtliche Anschlüsse geschlossen werden, um ein Austrocknen der Membran der jeweiligen Brennstoffzelle 1a zu verhindern.If the fuel cell system 1 by the described heating by means of the heating circuit 22 kept at operating temperature, so should both on the anode side 2 as well as on the cathode side 3 all connections are closed to dry out the membrane of the respective fuel cell 1a to prevent.

Da die Heizeinrichtung 21 auch als Kühleinrichtung für die Anodenseite 2 verwendet werden kann, ist an dieselbe neben dem Heizkreislauf 22 auch ein Kühlkreislauf 24 angeschlossen.Because the heater 21 also as a cooling device for the anode side 2 can be used, is at the same next to the heating circuit 22 also a cooling circuit 24 connected.

In der Leitung 23 befindet sich ein Überdruckventil 25, um den gegebenenfalls durch die Erwärmung der Edukte entstehenden Überdruck abzubauen. Hierzu dienen auch das Überdruckventil 26 in der Wasserstoffleitung 5, das Überdruckventil 27 in der Leitung 19 sowie weitere Überdruckventile 28, 29, 30, 31 und 32 des Brennstoffzellensystems 1.In the line 23 there is a pressure relief valve 25 in order to reduce the pressure, which may be generated by the heating of the educts. This is also the purpose of the pressure relief valve 26 in the hydrogen line 5 , the pressure relief valve 27 in the pipe 19 as well as further pressure relief valves 28 . 29 . 30 . 31 and 32 of the fuel cell system 1 ,

Der Reformer 7 kann als Steam-Reformer, als partieller Oxidator oder als autothermer Reformer ausgebildet sein, wobei die Unterschiede der einzelnen Bauformen des Reformers 7 vor allem in der Betriebstemperatur und des über die Zuleitung 8 zugeführten Feeds liegen. Hierbei benötigt ein Steam-Reformer Kraftstoff und Wasser, ein partieller Oxidator benötigt Kraftstoff und Luft und ein autothermer Reformer benötigt Kraftstoff, Wasser und Luft. Im Gegensatz zum Steam-Reformer, der bei der Inbetriebnahme des Brennstoffzellensystems 1 von außen beheizt wird, was durch den Katbrenner 15 erfolgt, wird bei einem autothermen Reformer oder einem partiellen Oxidator die Betriebstemperatur des Reformers 7 im Falle des Startvorgangs durch Zugabe des Feeds und einer hohen Luftzahl sehr schnell erreicht.The reformer 7 can be designed as a steam reformer, as a partial oxidizer or as an autothermal reformer, the differences of the individual designs of the reformer 7 especially in the operating temperature and the over the supply line 8th fed feeds. Here, a steam reformer requires fuel and water, a partial oxidizer needs fuel and air, and an autothermal reformer needs fuel, water, and air. In contrast to the steam reformer involved in the commissioning of the fuel cell system 1 heated from the outside, resulting in the cat burner 15 takes place, in an autothermal reformer or a partial oxidizer, the operating temperature of the reformer 7 achieved very quickly in the case of starting by adding the feed and a high air ratio.

2 zeigt in einer stark schematisierten Draufsicht eine als Rangierlok 33 ausgeführte Mehrzwecklok, welche über mehrere Achsen 34a, 34b und 34c verfügt, von denen eine, im vor liegenden Fall die hintere Achse 34c, mittels eines Antriebssystems 35 angetrieben wird. Das Antriebssystem 35 weist einen Elektromotor 36 auf, der von dem Brennstoffzellensystem 1 mit Strom versorgt wird. 2 shows in a highly schematic plan view of a shunting locomotive 33 executed multipurpose locomotive, which has several axes 34a . 34b and 34c one of which, in the present case, is the rear axle 34c , by means of a drive system 35 is driven. The drive system 35 has an electric motor 36 on top of that from the fuel cell system 1 is powered.

Eine von dem Brennstoffzellensystem 1 zu dem Elektromotor 36 führende elektrische Leitung 37 ist lediglich in 1 erkennbar. In Strömungsrichtung hinter der Anodenseite 2 ist eine Rückführleitung 38 vorgesehen, die in Strömungsrichtung vor der Anodenseite 2 wieder in die Wasserstoffleitung 5 mündet.One of the fuel cell system 1 to the electric motor 36 leading electrical line 37 is only in 1 recognizable. In the flow direction behind the anode side 2 is a return line 38 provided in the flow direction in front of the anode side 2 back into the hydrogen line 5 empties.

Zur Versorgung des Brennstoffzellensystems 1 mit Wasserstoff ist wiederum die Gaserzeugungseinrichtung 6 mit dem Kohlenwasserstoffreformer 7 vorgesehen. Statt den Wasserstoff in dem Kohlenwasserstoffreformer 7 zu erzeugen, kann an Bord der Rangierlok 1 auch ein nicht dargestellter Wasserstofftank vorgesehen sein.To supply the fuel cell system 1 with hydrogen is again the gas generating device 6 with the hydrocarbon reformer 7 intended. Instead of the hydrogen in the hydrocarbon reformer 7 can generate on board the shunting locomotive 1 also be provided a hydrogen tank, not shown.

Das Brennstoffzellensystem 1 ist, wie oben erläutert, auf einen Standby-Modus schaltbar, wobei eine in 3 dargestellte Batterie 39 zur Versorgung von Nebenaggregaten des Brennstoffzellensystems 1 während dieses Standby-Betriebs vorgesehen ist.The fuel cell system 1 is, as explained above, switchable to a standby mode, with an in 3 illustrated battery 39 for the supply of ancillaries of the fuel cell system 1 during this standby operation.

Gerade für Mehrzweckloks, die während ihres Betriebs sehr häufig abgeschaltet werden müssen, hat sich das oben beschriebene, in den Standby-Betrieb schaltbare Brennstoffzellensystem 1 aufgrund des verhältnismäßig hohen Wirkungsgrades im Teillastbereich als besonders gut geeignet erwiesen. Des weiteren ergibt sich durch die Verwendung des Brennstoffzellensystems 1 zusammen mit dem Elektromotor 36 zum Antrieb der Rangierlok 33 eine erhebliche Verringerung der Abgasemissionen.Especially for multi-purpose locomotives, which must be shut down very frequently during their operation, the above-described, switchable into standby mode fuel cell system has 1 proved to be particularly well suited due to the relatively high efficiency in the partial load range. Furthermore, results from the use of the fuel cell system 1 together with the electric motor 36 to drive the shunting locomotive 33 a significant reduction in exhaust emissions.

Claims (18)

Brennstoffzellensystem mit wenigstens einer Brennstoffzelle und mit einer Gaserzeugungseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die Gaserzeugungseinrichtung (6) mit einer Heizeinrichtung (13) zur Erhöhung der Temperatur innerhalb der Gaserzeugungseinrichtung (6) versehen ist, und dass die Gaserzeugungseinrichtung (6) eine thermische Isolierung (20) aufweist, um die Temperatur innerhalb der Gaserzeugungseinrichtung (6) auf einem bestimmten Niveau zu halten.Fuel cell system with at least one fuel cell and with a gas generating device, characterized in that the gas generating device ( 6 ) with a heating device ( 13 ) for increasing the temperature inside the gas generating device ( 6 ), and that the gas generating device ( 6 ) a thermal insulation ( 20 ) to determine the temperature within the gas generating device ( 6 ) at a certain level. Brennstoffzellensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung (21) als Brenner ausgebildet ist.Fuel cell system according to claim 1, characterized in that the heating device ( 21 ) is designed as a burner. Brennstoffzellensystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennstoffzelle (1a) mit einer Heizeinrichtung (21) zur Erhöhung der Temperatur innerhalb des Brennstoffzellensystems (1) versehen ist.Fuel cell system according to claim 1 or 2, characterized in that the fuel cell ( 1a ) with a heating device ( 21 ) to increase the temperature within the fuel cell system ( 1 ) is provided. Brennstoffzellensystem nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennstoffzelle (1a) eine thermische Isolierung aufweist, um die Temperatur in der Brennstoffzelle (1a) auf einem bestimmten Niveau zu halten.Fuel cell system according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the fuel cell ( 1a ) has a thermal insulation to the temperature in the fuel cell ( 1a ) at a certain level. Brennstoffzellensystem nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung (21) der Brennstoffzelle (1a) durch die Abwärme der Heizeinrichtung (13) der Gaserzeugungseinrichtung (6) gespeist wird.Fuel cell system according to claim 3 or 4, characterized in that the heating device ( 21 ) of the fuel cell ( 1a ) by the waste heat of the heater ( 13 ) of the gas generating device ( 6 ) is fed. Brennstoffzellensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Gaserzeugungseinrichtung (6) eine Gasreinigungseinrichtung (9) nachgeschaltet ist.Fuel cell system according to one of claims 1 to 4, characterized in that the gas generating device ( 6 ) a gas purification device ( 9 ) is connected downstream. Brennstoffzellensystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasreinigungseinrichtung (6) mit einer thermischen Isolierung (20) versehen ist, um die Temperatur in der Gasreinigungseinrichtung (9) auf einem bestimmten Niveau zu halten.Fuel cell system according to claim 6, characterized in that the gas purification device ( 6 ) with a thermal insulation ( 20 ) to maintain the temperature in the gas purification device ( 9 ) at a certain level. Brennstoffzellensystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die thermische Isolierung (20) der Gasreinigungseinrichtung (9) durch die thermische Isolierung (20) der Gaserzeugungseinrichtung (6) gebildet ist.Fuel cell system according to claim 7, characterized in that the thermal insulation ( 20 ) of the gas purification device ( 9 ) by the thermal insulation ( 20 ) of the gas generating device ( 6 ) is formed. Brennstoffzellensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Gaserzeugungseinrichtung (6) einen Steam-Reformer aufweist.Fuel cell system according to one of claims 1 to 8, characterized in that the gas generating device ( 6 ) has a steam reformer. Brennstoffzellensystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Steam-Reformer einen Katbrenner (15) aufweist.Fuel cell system according to claim 9, characterized in that the steam reformer a Katbrenner ( 15 ) having. Brennstoffzellensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Gaserzeugungseinrichtung (6) einen autothermen Reformer aufweist.Fuel cell system according to one of claims 1 to 8, characterized in that the gas generating device ( 6 ) has an autothermal reformer. Brennstoffzellensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Gaserzeugungseinrichtung (6) als partieller Oxidator ausgebildet ist.Fuel cell system according to one of claims 1 to 8, characterized in that the gas generating device ( 6 ) is formed as a partial oxidizer. Brennstoffzellensystem nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebstemperatur der Gaserzeugungseinrichtung (6) durch Zugabe eines Feeds und einer hohen Luftzahl erreicht wird.Fuel cell system according to claim 11 or 12, characterized in that the operating temperature of the gas generating device ( 6 ) is achieved by adding a feed and a high air ratio. Brennstoffzellensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Gaserzeugungseinrichtung (6) im Stillstand druckbeaufschlagt ist.Fuel cell system according to one of claims 1 to 13, characterized in that the gas generating device ( 6 ) is pressurized at standstill. Brennstoffzellensystem nach einem der Ansprüche 6 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasreinigungseinrichtung (6) mit wenigstens einer Hochtemperatur-Shift-Stufe (10, 11) zur CO-Abreicherung versehen ist.Fuel cell system according to one of claims 6 to 14, characterized in that the gas purification device ( 6 ) with at least one high-temperature shift stage ( 10 . 11 ) is provided for CO depletion. Brennstoffzellensystem nach einem der Ansprüche 6 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasreinigungseinrichtung (6) mit einer H2-Separations-Membran (12) versehen ist.Fuel cell system according to one of claims 6 to 14, characterized in that the gas purification device ( 6 ) with an H 2 separation membrane ( 12 ) is provided. Brennstoffzellensystem nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochtemperatur-Shift-Stufe (10, 11) und die H2-Separations-Membran (12) eine im wesentlichen identische Betriebstemperatur aufweisen.Fuel cell system according to claim 15 or 16, characterized in that the high-temperature shift stage ( 10 . 11 ) and the H 2 separation membrane ( 12 ) have a substantially identical operating temperature. Antriebssystem für eine Mehrzwecklok, insbesondere eine Rangierlok, gekennzeichnet durch, einen Elektromotor () und ein Brennstoffzellensystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 17.Drive system for a multi-purpose locomotive, in particular a shunting locomotive, characterized by an electric motor (10) and a fuel cell system ( 1 ) according to one of claims 1 to 17.
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