DE19517425C1

DE19517425C1 - Fuel-cell arrangement with tubular cell elements

Info

Publication number: DE19517425C1
Application number: DE19517425A
Authority: DE
Inventors: Josef Groeber; Thomas Ruff
Original assignee: MTU Friedrichshafen GmbH; MTU Motoren und Turbinen Union Friedrichshafen GmbH
Current assignee: Rolls Royce Solutions GmbH
Priority date: 1995-05-12
Filing date: 1995-05-12
Publication date: 1996-10-17
Anticipated expiration: 2015-05-13

Abstract

The fuel cell is constructed with a number of tubular fuel elements (1) that are mounted between a pair of current take off plates (2,3) that are of electrically isolating material. The tubes have on the outer surface a cathode (11) and coaxially within this is an anode (13). Between the two is an electrolyte matrix (12). All three elements are cylindrical and are coaxial. Cathode gas (K) flows around the outer cathode surface of the tubes while fuel gas (B) is directed through the tubes and over the anodes.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Brennstoffzellenan ordnung mit einer Anzahl von Brennstoffzellen, die jeweils eine Kathode, eine Elektrolytmatrix und eine Anode aufweisen, wobei über die Kathode ein Strom eines Kathodengases und über die Anode ein Strom eines Brenngases geführt wird.The present invention relates to a fuel cell order with a number of fuel cells, each have a cathode, an electrolyte matrix and an anode, a stream of a cathode gas being passed over the cathode and a stream of a fuel gas is passed over the anode.

Bei einer herkömmlichen Brennstoffzellenanordnung, wie sie beispielsweise aus der nicht vorveröffentlichten DE 44 43 688 C1 als bekannt hervorgeht, sind eine Anzahl von einzelnen Brennstoffzellen, die jede eine jeweils in Form eines planaren Elementes ausgebildete Kathode, Elektrolytmatrix und Anode aufweisen, übereinander in Form eines Brennstoffzellenstapels angeordnet. Die einzelnen Brennstoffzellen innerhalb des Brennstoffzellenstapels sind jeweils durch eine Bipolarplatte gastechnisch voneinander getrennt, die gleichzeitig der elektrischen Kontaktierung von Anode und Kathode benachbarter Brennstoffzellen dient. Mit Hilfe der geeignete entsprechende Strömungswege bildenden Bipolarplatten werden die Brennstoffzellen von einer Brenngaseinlaßseite zu einer Brenngasauslaßseite von dem Brenngas in einer ersten Richtung quer zu dem Brennstoffzellenstapel durchströmt, wogegen die Brennstoffzellen von einer Kathodengaseinlaßseite zu einer Kathodengasauslaßseite von dem Kathodengas in einer zweiten, üblicherweise zu der ersten Richtung senkrechten Richtung quer zu dem Brennstoffzellenstapel durchströmt werden. Der für das Vorbeiströmen des Brenngases bzw. des Kathodengases an den Anoden bzw. den Kathoden benötigte Gasraum wird dabei von den Bipolarplatten zur Verfügung gestellt. Das Kathodengas und das Brenngas werden über jeweilige Gasverteiler an den Außenseiten des Brennstoffzellenstapels auf die Gaseinlaßseiten und die Gasauslaßseiten der Brennstoffzellen verteilt.In a conventional fuel cell arrangement such as that for example from the unpublished DE 44 43 688 C1 emerges as known are one Number of individual fuel cells, each one each cathode designed in the form of a planar element, Have electrolyte matrix and anode, one above the other in shape a fuel cell stack arranged. The single ones Fuel cells are within the fuel cell stack in terms of gas technology from each other through a bipolar plate separated, the same time the electrical contacting of anode and cathode of adjacent fuel cells. Using the appropriate appropriate flow paths Bipolar plates are the fuel cells of one Fuel gas inlet side to a fuel gas outlet side from the Fuel gas in a first direction across the fuel cell stack flows through, whereas the fuel cells from a cathode gas inlet side to a cathode gas outlet side from the cathode gas in a second, usually perpendicular to the first direction perpendicular to the Flow through fuel cell stacks. The one for that Flowing the fuel gas or the cathode gas to the Anode or the cathode required gas space is from the bipolar plates. The cathode gas and the fuel gas are via respective gas distributors on the outside of the Fuel cell stack on the gas inlet sides and the gas outlet sides of the fuel cells distributed.

Ein Nachteil bei einer in herkömmlicher Weise in Form eines Brennstoffzellenstapels ausgeführten Brennstoffzellenanordnung besteht in der großen Zahl von hochwertigen Bauteilen, die zu dessen Bildung notwendig sind. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß einzelne Brennstoffzellen oder Bestandteile von Brennstoffzellen nur unter großen Schwierigkeiten austauschbar sind. Schließlich treten bei einer herkömmlich in Form eines Brennstoffzellenstapels ausgeführten Brennstoffzellenanordnung Dichtigkeitsprobleme im Bereich der Gasverteiler auf.A disadvantage with a conventional in the form of a fuel cell stack executed fuel cell arrangement consists in the large number of high quality Components that are necessary for its formation. Another disadvantage is that individual fuel cells or components of fuel cells only under large Difficulties are interchangeable. Finally, one occurs conventionally in the form of a Fuel cell stack executed fuel cell arrangement tightness problems in the Area of the gas distributor.

Aus der EP 0 505 184 A1 geht eine Festoxid-Brennstoffzellenanordnung als bekannt hervor, die mit einer Anzahl von zylindrischen Brennstoffzellen ausgebildet ist. Jede Brennstoffzelle umfaßt ein poröses keramisches Rohr, auf dessen äußerem Umfang nacheinander die Luftelektrode, der Festelektrolyt und die Brennstoffelektrode jeweils koaxial zueinander angeordnet sind. Die einzelnen Brennstoffzellenelemente sind nebeneinander angeordnet und durch auf dem Umfang angebrachte Kontaktelemente elektrisch in Serie und parallel geschaltet. Die Brennstoffzellenelemente sind an einem Ende in Bohrungen einer Platte eingesetzt. In das Innere der Brennstoffzellenelemente führen jeweils Versorgungsrohre zur Zufuhr eines oxidierenden Gases. Auf der Unterseite sind die Brennstoffzellenelemente geschlossen, so daß das einströmende Gas umgelenkt wird und über das andere, offene Ende abströmt. Mit den Außenseiten liegen die Brennstoffelemente in einem von Brenngas durchströmten Raum. Das Brenngas wird über quer zu den Brennstoffelementen verlaufende poröse Rohre zugeführt. Die aufgezeigte Brennstoffzellenanordnung besteht aus einer großen Anzahl von Bauteilen und ist dadurch in der Herstellung aufwendig.A solid oxide fuel cell arrangement is known from EP 0 505 184 A1 which is formed with a number of cylindrical fuel cells. Each Fuel cell includes a porous ceramic tube on its outer periphery successively the air electrode, the solid electrolyte and the fuel electrode are arranged coaxially to each other. The individual fuel cell elements are arranged side by side and by contact elements attached to the circumference electrically connected in series and in parallel. The fuel cell elements are at one end inserted in holes in a plate. Lead into the interior of the fuel cell elements supply pipes for the supply of an oxidizing gas. On the bottom are the Fuel cell elements closed so that the inflowing gas is deflected and flows out over the other, open end. The fuel elements lie with the outer sides in a room through which fuel gas flows. The fuel gas is across across the Porous tubes running fuel elements. The shown Fuel cell assembly consists of a large number of components and is therefore complex to manufacture.

Die in der EP 0 376 436 A1 aufgezeigte Festoxid-Brennstoffzelle entspricht im Aufbau der vorstehend dargestellten Brennstoffzellenanordnung. Die elektrische Kontaktierung der einzelnen Brennstoffzellen erfolgt durch in Längsrichtung der Brennstoffzellenelemente verlaufende metallische Streifen.The structure of the solid oxide fuel cell shown in EP 0 376 436 A1 corresponds to that of FIG fuel cell assembly shown above. The electrical contacting of the individual fuel cells takes place in the longitudinal direction of the fuel cell elements running metallic stripes.

Eine weitere Festoxid-Brennstoffzelle vom gleichen Typ wie die vorstehend aufgezeigten ist in der EP 0 321 069 dargestellt. Dabei sind die einzelnen Brennstoffzellen kreis- oder spiralförmig in einem Zylindergehäuse angeordnet. Another solid oxide fuel cell is of the same type as that shown above in EP 0 321 069. The individual fuel cells are circular or arranged spirally in a cylinder housing.

Die Festoxid-Brennstoffzelle, wie sie aus der US 5,258,240 A als bekannt hervorgeht, besteht ebenfalls aus Reihen von gegeneinander beabstandeten zylindrischen Brennstoffzellenelementen, die im Innern eines Behälters angeordnet sind. Zwischen einander benachbarten Reihen von Brennstoffzellen erstreckt sich ein elektrischer Leiter, welcher die Brennstoffzellen einer Reihe parallel miteinander und in Serie mit den Brennstoffzellen benachbarter Reihen verschaltet.The solid oxide fuel cell, as is known from US Pat. No. 5,258,240 A, also consists of rows of spaced cylindrical Fuel cell elements which are arranged inside a container. Between an electrical conductor extends adjacent rows of fuel cells, which the fuel cells of a row in parallel with each other and in series with the Fuel cells of adjacent rows are connected.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es eine Brennstoffzellenanordnung zu schaffen, bei der eine weniger große Anzahl an hochwertigen Bauteilen erforderlich ist.The object of the present invention is to create a fuel cell arrangement where a smaller number of high-quality components is required.

Diese Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung bei einer Brennstoffzellenanordnung der vorausgesetzten Art dadurch gelöst, daß die Brennstoffzellen als röhrenförmige Elemente ausgeführt sind, in denen die Kathode, die Elektrolytmatrix und die Anode koaxial zueinander angeordnet sind, wobei eines von den Bestandteilen Kathode und Anode an der Außenseite der röhrenförmigen Elemente und das andere von diesen Bestandteilen an der Innenseite der röhrenförmigen Elemente liegt, und daß die Außenseite der röhrenförmigen Brennstoffzellen von dem einen Gas (Kathodengas oder Brenngas) umströmt wird und die Innenseite der röhrenförmigen Brennstoffzellen von dem anderen Gas (Brenngas oder Kathodengas) durchströmt wird. Die Brennstoffzellen sind an ihren Enden jeweils in einer Stromabnahmeplatte gelagert, die gleichzeitig zur Trennung der Gasräume von Kathodengas und Anodengas dient.This object is achieved according to the present invention in a fuel cell arrangement solved the presupposed kind in that the fuel cells as tubular Elements are designed in which the cathode, the electrolyte matrix and the anode are coaxial are arranged to each other, one of the components of the cathode and anode on the Outside of the tubular elements and the other of these components on the Inside of the tubular elements lies, and that the outside of the tubular A gas (cathode gas or fuel gas) flows around the fuel cells and the Inside of the tubular fuel cells from the other gas (fuel gas or Cathode gas) is flowed through. The fuel cells are each in one at their ends Power take-off plate stored, which at the same time to separate the gas spaces from Cathode gas and anode gas is used.

Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Brennstoffzellenanordnung ist es, daß die einzelnen Bestandteile der Brennstoffzel lenanordnung gegebenenfalls ohne großen Aufwand einzeln ausgetauscht werden können.An advantage of the fuel cell arrangement according to the invention is that the individual Components of the fuel cell lenanordnung individually if necessary without much effort can be exchanged.

Ein weiterer Vorteil ist es, daß zur gastechnischen Tren nung der einzelnen Brennstoffzellen und zur elektrischen Kontaktierung derselben keine Bipolarbleche erforderlich sind.Another advantage is that for gas doors of the individual fuel cells and for electrical Contacting the same does not require bipolar plates are.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, daß die röhrenförmigen Brennstoffzellen in Form eines Bündels mit parallel zueinander befindlichen Längsachsen angeordnet sind, und daß die röhrenförmigen Brennstoffzellen in ihrem Inneren von dem einen Gas durch strömt werden und das Brennstoffzellenbündel quer zur Längsachse der Brennstoffzellen von dem anderen Gas durch strömt wird.According to an advantageous embodiment of the invention it provided that the tubular fuel cells in Form a bundle with parallel to each other Longitudinal axes are arranged, and that the tubular Fuel cells inside of it by the one gas are flowing and the fuel cell bundle across Longitudinal axis of the fuel cells from the other gas is flowing.

Durch diese Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Brennstoff zellenanordnung ist auf einfache Weise eine vollständige Trennung der Gasräume an Anode und Kathode möglich, wobei aufgrund des Querstromprinzips nur geringer Aufwand für die Dichtung erforderlich ist.This configuration of the fuel according to the invention cell arrangement is simple complete Separation of the gas spaces at the anode and cathode possible, whereby due to the cross flow principle only little effort for the Seal is required.

Gemäß einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfin dung ist es vorgesehen, daß die röhrenförmigen Brennstoff zellen an ihren Enden in jeweils einer Stromabnahmeplatte gelagert sind, wobei die Kathode mit einem Ende einer röh renförmigen Brennstoffzelle elektrisch verbunden und gegen das andere Ende der röhrenförmigen Brennstoffzelle elek trisch isoliert ist, und die Anode mit dem anderen Ende ei ner röhrenförmigen Brennstoffzelle elektrisch verbunden und gegen das eine Ende derselben elektrisch isoliert ist.According to another advantageous embodiment of the Erfin It is envisaged that the tubular fuel cells at their ends in a current collector plate are stored, the cathode with one end of a crude ren-shaped fuel cell electrically connected and against the other end of the tubular fuel cell elek is insulated, and the anode with the other end ner tubular fuel cell electrically connected and is electrically insulated from one end thereof.

Gemäß dieser vorteilhaften Ausbildung der erfindungsgemäßen Brennstoffzellenanordnung erfolgt die Stromabnahme über je eine Stromabnahmeplatte an den Enden der röhrenförmigen Brennstoffzellen. Dies gestattet eine einfache steckbare Kontaktfläche an den Polbereichen der Brennstoffzellen, sowie eine Stromabnahme über einen großen Querschnitt.According to this advantageous embodiment of the invention The fuel consumption is based on the current draw a current collector plate at the ends of the tubular Fuel cells. This allows a simple plug-in Contact area at the pole areas of the fuel cells, as well a current draw across a large cross section.

Dabei dienen die Stromabnahmeplatten, wie erwähnt, gleichzeitig zur Trennung der Gasräume von Kathodengas und Brenngas.As mentioned, the current collector plates serve at the same time to separate the gas spaces from cathode gas and fuel gas.

Dies wird verwirklicht bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung, bei der das Brennstoffzellenbündel von einer Umhüllung mit Einlässen und Auslässen für das Brenngas und das Kathodengas umgeben ist, wobei zwischen den Stirnseiten des Brennstoffzellenbündels und der Innenseite der Umhüllung Räume gebildet sind, zwischen denen das eine Gas durch das Innere der röhrenförmigen Brennstoffzellen strömt. Dabei sind die zwischen den Stirnseiten des Brennstoffzellenbündels und der Innenseite der Umhüllung gebildeten Räume durch die Stromabnahmeplatten von Inneren des Brennstoffzellenbündels getrennt.This is accomplished with another advantageous one Embodiment of the invention in which the fuel cell bundle of an enclosure with inlets and outlets for the fuel gas and the cathode gas are surrounded, with between the end faces of the fuel cell bundle and the Inside the wrapping spaces are formed between which the one gas through the interior of the tubular Fuel cells are flowing. The are between the end faces of the fuel cell bundle and the inside of the Wrapping rooms formed by the power take-off plates separated from the interior of the fuel cell bundle.

Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Unteransprüchen gekennzeichnet.Other advantageous developments of the invention are in marked the other subclaims.

Im folgenden sollen Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert werden.In the following, exemplary embodiments of the invention will be described the drawing are explained.

Es zeigtIt shows

Fig. 1a in einer Querschnittsansicht ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Brennstoffzellenanordnung mit einer Anzahl von röhrenförmig ausgebildeten Brennstoffzellen; Figure 1a is a cross-sectional view of a first embodiment of a fuel cell assembly according to the invention with a number of tube-shaped fuel cell.

Fig. 1b in der Draufsicht einen Schnitt durch die Brennstoffzellenanordnung von Fig. 1a längs der Schnittebene A-A; Figure 1b in plan view a section through the fuel cell assembly of Figure 1a along the section plane AA..;

Fig. 2a in zehnfacher Vergrößerung die mit X gekennzeich nete Einzelheit aus Fig. 1a; Fig. 2a in ten times the X marked detail from Fig. 1a;

Fig. 2b in zehnfacher Vergrößerung die mit Y gekennzeich nete Einzelheit aus Fig. 1a; Fig. 2b in ten times magnification marked with Y detail from Fig. 1a;

Fig. 3a eine Schnittansicht eines zweiten Ausführungsbei spiels der erfindungsgemäßen Brennstoffzellenanordnung, bei der eine Anzahl von in einem Bündel angeordneten röhrenför migen Brennstoffzellen in einer Umhüllung angeordnet ist; Figure 3a is a sectional view of a second game Ausführungsbei the inventive fuel cell assembly, in which a number is placed arranged in a bundle röhrenför-shaped fuel cells in an enclosure.

Fig. 3b im Schnitt eine Draufsicht auf die in Fig. 3a ge zeigte Brennstoffzellenanordnung entlang der mit A-A ge kennzeichneten Schnittebene; Fig. 3b shows in section a top view of the ge in Fig. 3a showed fuel cell arrangement along the section marked with AA;

Fig. 4 eine Schnittansicht eines dritten Ausführungsbei spiels einer erfindungsgemäßen Brennstoffzellenanordnung, bei der eine Anzahl von in einem Bündel angeordneten röh renförmigen Brennstoffzellen innerhalb einer Umhüllung an geordnet ist, in der mittels einer Gebläseanordnung eine Zirkulationsströmung eines Gemischs von Brenngas und Katho dengas aufrecht erhalten wird. Fig. 4 is a sectional view of a third game Ausführungsbei a fuel cell assembly according to the invention, in which a number of arranged in a bundle of tubular fuel cells is arranged within an envelope, in which a circulation flow of a mixture of fuel gas and cathode gas is maintained by means of a blower arrangement.

Bei einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung, welches anhand der Fig. 1a und b, sowie 2a und b beschrieben werden soll, sind eine Anzahl von Brennstoffzellen 1 in Form von röhrenförmigen Elementen ausgebildet. Wie aus den Fig. 1a und 1b ersichtlich ist, sind die röhrenförmigen Brennstoffzellen 1 mit parallel zueinander verlaufenden Längsachsen in Form eines Bündels angeordnet, wobei die Brennstoffzellen 1 zweier aufeinanderfolgender Reihen ge geneinander versetzt angeordnet sind, vergleiche Fig. 1b. An ihren Enden sind die röhrenförmigen Brennstoffzellen 1 in Stromabnahmeplatten 2, 3 gelagert. Diese Stromabnahme platten 2, 3 können aus einem elektrisch isolierenden oder einem elektrisch leitfähigen Material bestehen, je nach Art der elektrischen Verschaltung der einzelnen Brennstoffzel len 1, wie später noch beschrieben werden wird. Die Platten werden als Stromabnahmeplatten bezeichnet, da vorteilhaf terweise die Stromabnahme von den Brennstoffzellen entweder direkt durch sie oder durch in diesen vorgesehene Leitungs elemente erfolgt.In a first exemplary embodiment of the invention, which is to be described with reference to FIGS. 1a and b, and 2a and b, a number of fuel cells 1 are designed in the form of tubular elements. As can be seen from FIGS. 1a and 1b, the tubular fuel cells 1 with longitudinal axes running parallel to one another are arranged in the form of a bundle, the fuel cells 1 of two successive rows being arranged offset from one another, see FIG. 1b. At their ends, the tubular fuel cells 1 are mounted in current take-off plates 2 , 3 . This current consumption plates 2 , 3 can consist of an electrically insulating or an electrically conductive material, depending on the type of electrical connection of the individual fuel cells 1 , as will be described later. The plates are referred to as power take-off plates, since the power take-off from the fuel cells advantageously takes place either directly through them or through line elements provided in them.

Wie am besten aus der in Fig. 2a dargestellten Einzelheit X zu ersehen ist, die einen im Maßstab 1 : 10 vergrößerten Ausschnitt aus dem oberen Ende der in Fig. 1a ganz rechts dargestellten Brennstoffzelle entnommen ist, enthält jede der röhrenförmigen Brennstoffzellen 1 eine diese an ihrer Außenseite umgebende Kathode 11, eine weiter innen liegende Anode 13 sowie eine zwischen der Kathode 11 und der Anode 13 eingebettete Elektrolytmatrix 12. Die Kathode 11, die Elektrolytmatrix 12 und die Anode 13 sind jeweils als kreiszylindrische Röhren ausgebildet und koaxial zueinander angeordnet. Wie bei herkömmlichen Brennstoffzellen kann die Kathode 11 beispielsweise aus mit Lithium dotiertem porösem Nickeloxid und die Anode 13 aus einer ebenfalls porösen Nickellegierung bestehen. Die Elektrolytmatrix 12 besteht vorzugsweise aus einem in einem Matrixmaterial eingelager ten Lithium- und Kaliumkarbonatschmelzelektrolyten. Alter nativ sind jedoch auch andere Materialien für die Elektro den und die Elektrolytmatrix der Brennstoffzelle 1 möglich. Die Kathode 11 ist durch eine Drahtgewebeeinlage 14 ver stärkt, welche der Kathode 11 und damit der röhrenförmigen Brennstoffzelle 1 eine größere Festigkeit verleiht.As can best be seen from the detail X shown in FIG. 2a, which is a 1:10 enlarged section from the upper end of the fuel cell shown on the far right in FIG. 1a, each of the tubular fuel cells 1 contains one of them cathode 11 surrounding its outside, an anode 13 lying further inside, and an electrolyte matrix 12 embedded between cathode 11 and anode 13 . The cathode 11 , the electrolyte matrix 12 and the anode 13 are each formed as circular cylindrical tubes and arranged coaxially with one another. As with conventional fuel cells, the cathode 11 can consist, for example, of lithium-doped porous nickel oxide and the anode 13 of a likewise porous nickel alloy. The electrolyte matrix 12 preferably consists of a lithium and potassium carbonate melt electrolyte embedded in a matrix material. Alternatively, however, other materials for the electrodes and the electrolyte matrix of the fuel cell 1 are also possible. The cathode 11 is reinforced by a wire mesh insert 14 , which gives the cathode 11 and thus the tubular fuel cell 1 greater strength.

Im Inneren der röhrenförmigen Brennstoffzelle 1 ist eine weitere Drahtgewebeeinlage 17 vorgesehen, die ebenfalls in Form einer kreiszylindrischen Röhre ausgebildet und in ei nem Abstand zu der Anode 13 angeordnet ist. Der zwischen der Drahteinlage 17 und der Anode 13 geschaffene Raum ist mit Pellets 15 aus einem Katalysatormaterial gefüllt. Diese Katalysatorpellets dienen der internen Reformierung des Brenngases.Inside the tubular fuel cell 1 , a further wire mesh insert 17 is provided, which is also formed in the form of a circular cylindrical tube and is arranged at a distance from the anode 13 . The space created between the wire insert 17 and the anode 13 is filled with pellets 15 made of a catalyst material. These catalyst pellets are used for the internal reforming of the fuel gas.

Am oberen und am unteren Ende einer jeden Brennstoffzelle 1 ist ein konisch ausgebildetes Endstück 19 vorgesehen, das in jeweils ebenfalls konisch ausbildeten Öffnungen in den Stromabnahmeplatten 2 bzw. 3 gelagert ist. Wie am besten aus Fig. 2a, sowie Fig. 2b, welche die Einzelheit Y am unteren Ende der in Fig. 1a ganz rechts dargestellten röhrenförmigen Brennstoffzelle 1 im vergrößerten Maßstab 1:10 wiedergibt, ersichtlich ist, ist die an der Außenseite der röhrenförmigen Brennstoffzelle 1 befindliche Kathode 11 direkt bis zu dem aus einem leitfähigen Material (Metall) hergestellten Endstück 19 geführt, so daß die Kathode 11 über das Endstück 19 mit der oberen Stromabnahmeplatte 2 elektrisch verbunden ist. Dem gegenüber ist die Anode 13 und die Elektrolytmatrix 12 durch ein aus einem keramischen Material bestehendes kreisringförmiges Isolationselement 16 von dem leitenden Endstück 19 elektrisch isoliert. Desglei chen ist die Drahtgewebeeinlage 17 und die von dieser ge haltene Füllung von Katalysatorpellets 15 gegen das obere Endstück 19 elektrisch isoliert. Andererseits ist die Anode 13 direkt bis in das untere Endstück 19 geführt, welches ebenfalls aus einem elektrisch leitenden Material (Metall) besteht. Desgleichen ist die innere Drahtgewebeeinlage 17 bis in das untere Endstück 19 geführt, somit auch mit die sem elektrisch verbunden und von diesem gehalten. Dem ge genüber ist die Kathode 11 an ihrer Unterseite in einem aus einem keramischen Material hergestellten weiteren kreis ringförmigen Isolationselement 18 gelagert und durch dieses gegenüber dem Endstück 19 elektrisch isoliert, desgleichen die Elektrolytmatrix 12. Durch das elektrisch leitende End stück 19 ist somit die Anode 13 mit der unteren Stromabnah meplatte 3 elektrisch verbunden. Wie in den Fig. 1a und 1b durch die Pfeile dargestellt ist, wird das Innere der röhrenförmigen Brennstoffzellen 1 von dem Brenngas B durch strömt, wogegen das durch die Anzahl der Brennstoffzellen 1 gebildete Brennstoffzellenbündel quer zur Längsachse der Brennstoffzellen 1 von dem Kathodengas A durchströmt wird. Durch die Stromabnahmeplatten 2 und 3 ist der von dem Ka thodengas K durchströmte Raum innerhalb des Brennstoffzel lenbündels von dem Raum an den Stirnseiten der röhrenförmi gen Brennstoffzellen 1 hermetisch getrennt, so daß die Ströme des Brenngases B und des Kathodengases K vollständig voneinander getrennt sind. Da die Kathode jeder Brennstoff zelle 1 über das obere Endstück 19 elektrisch mit der obe ren Stromabnahmeplatte 2 verbunden ist und die Anode jeder Brennstoffzelle 1 über das untere Endstück 19 mit der unte ren Stromabnahmeplatte 3 elektrisch verbunden ist, sind die röhrenförmigen Brennstoffzellen 1 bei dem in Fig. 1a dar gestellten Ausführungsbeispiel elektrisch parallel geschal tet, wobei die obere Stromabnahmeplatte 2 den Minus-Strom kollektor und die untere Stromabnahmeplatte 3 den Plus- Stromkollektor bildet. Alternativ können die Enden der ein zelnen röhrenförmigen Brennstoffzellen 1, mit denen die Ka thode 11 elektrisch verbunden ist, und die Enden der Brenn stoffzellen 1, mit denen die Anode 13 elektrisch verbunden ist, jeweils für Paare von benachbarten Brennstoffzellen abwechselnd entgegengesetzt angeordnet und in den Stromab nahmeplatten 2, 3 elektrisch isoliert gelagert sein. Die elektrische Isolation kann entweder dadurch erfolgen, daß die Stromabnahmeplatten 2, 3 selbst aus einem elektrisch isolierenden Material (Keramik) bestehen, oder durch je weils an den Endstücken 19 vorgesehene elektrisch isolie rende Elemente. Die Kathode 11 und die Anode 13 jeweils zweier benachbarter Brennstoffzellen 1 sind durch Leitungs elemente elektrisch so miteinander verbunden, daß die Brennstoffzellen 1 elektrisch in Serie geschaltet sind.At the upper and at the lower end of each fuel cell 1 , a conically shaped end piece 19 is provided, which is mounted in openings, each of which are also conically shaped, in the current collecting plates 2 and 3 . As best seen in Fig. 2a and Fig. 2b, which shows the detail Y represents at the lower end of the tubular fuel cell 1 shown in FIG. 1 at the far right, on an enlarged scale of 1:10, it can be seen is attached to the outside of the tubular fuel cell 1 located cathode 11 directly to the end piece 19 made of a conductive material (metal), so that the cathode 11 is electrically connected via the end piece 19 to the upper current collector plate 2 . In contrast, the anode 13 and the electrolyte matrix 12 are electrically insulated from the conductive end piece 19 by an annular insulation element 16 consisting of a ceramic material. Desglei Chen is the wire mesh insert 17 and the ge of this holding filling of catalyst pellets 15 against the upper end piece 19 electrically isolated. On the other hand, the anode 13 is led directly into the lower end piece 19 , which also consists of an electrically conductive material (metal). Likewise, the inner wire mesh insert 17 is guided into the lower end piece 19 , thus also electrically connected to and held by the sem. In comparison, the cathode 11 is supported on its underside in a further circular annular insulation element 18 made of a ceramic material and electrically insulated by this from the end piece 19 , as is the electrolyte matrix 12 . Through the electrically conductive end piece 19 , the anode 13 is thus electrically connected to the lower Stromabnah meplatte 3 . As shown in FIGS. 1a and 1b by the arrows, the interior of the tubular fuel cells 1 is flowed through by the fuel gas B, whereas the fuel cell bundle formed by the number of fuel cells 1 is flowed through by the cathode gas A transversely to the longitudinal axis of the fuel cells 1 . Through the current collector plates 2 and 3 , the space flowed through by the Ka thodengas K within the fuel cell bundle is hermetically separated from the space at the end faces of the tubular fuel cells 1 , so that the flows of the fuel gas B and the cathode gas K are completely separated from one another. Since the cathode of each fuel cell 1 via the upper end piece 19 is electrically connected to the upper current collector plate 2 and the anode of each fuel cell 1 is electrically connected via the lower end piece 19 to the lower current collector plate 3 , the tubular fuel cells 1 are at the in Fig. 1a is illustrated embodiment electrically switched in parallel, the upper current collector plate 2 forms the negative current collector and the lower current collector plate 3 forms the positive current collector. Alternatively, the ends of the individual tubular fuel cells 1 , to which the cathode 11 is electrically connected, and the ends of the fuel cells 1 , to which the anode 13 is electrically connected, are alternately arranged opposite one another for pairs of adjacent fuel cells and in the Stromab acquisition plates 2 , 3 stored electrically insulated. The electrical insulation can be done either by the fact that the current collector plates 2 , 3 themselves consist of an electrically insulating material (ceramic), or by each provided on the end pieces 19 electrically isolating elements. The cathode 11 and the anode 13 each of two adjacent fuel cells 1 are electrically connected to one another by line elements so that the fuel cells 1 are electrically connected in series.

Bei dem in Fig. 3a dargestellten zweiten Ausführungsbei spiel der erfindungsgemäßen Brennstoffzellenanordnung sind wiederum die röhrenförmigen Brennstoffzellen 1 mit parallel zueinander befindlichen Längsachsen in Form eines Brenn stoffzellenbündels angeordnet, wobei wiederum die Brenn stoffzellen 1 mit ihren Enden in Stromabnahmeplatten 2, 3 gelagert sind. Das Brennstoffzellenbündel ist von einer Um hüllung 8 umgeben, welches den Raum, in der sich das Brenn stoffzellenbündel befindet, hermetisch nach außen ab schließt. Die Stromabnahmeplatten 2, 3 sind mit ihren Enden bis in die Umhüllung 8 geführt, wo sie mittels Isolations elementen 5 gegen die Umhüllung 8 elektrisch isoliert sind. Die Umhüllung 8, die vorzugsweise aus Metall besteht, ist von einem Mantel 4 aus einem thermisch isolierenden Mate rial umgeben. Von der Stromabnahmeplatte 2 ist ein Minus- Anschluß 7 durch die Umhüllung 8 und die thermische Isolie rung 4 nach außen geführt, von der Stromabnahmeplatte 3 ist ein Plus-Anschluß 6 durch die Umhüllung 8 und die thermi sche Isolierung 4 nach außen geführt.In the second embodiment of the fuel cell arrangement according to the invention shown in FIG. 3a, the tubular fuel cells 1 are in turn arranged with parallel longitudinal axes in the form of a fuel cell bundle, the fuel cells 1 in turn being supported with their ends in power take-off plates 2 , 3 . The fuel cell bundle is surrounded by an order 8 , which hermetically closes the space in which the fuel cell bundle is located from the outside. The current collector plates 2 , 3 are guided with their ends into the casing 8 , where they are electrically insulated from the casing 8 by means of insulation elements 5 . The sheath 8 , which is preferably made of metal, is surrounded by a jacket 4 made of a thermally insulating mate rial. From the current take-off plate 2 , a minus connection 7 is guided through the casing 8 and the thermal insulation 4 to the outside, from the current take-off plate 3 a plus connection 6 is guided through the casing 8 and the thermal insulation 4 to the outside.

Durch die Stromabnahmeplatten 2, 3, in denen die röhrenför migen Brennstoffzellen 1 mit ihren Enden hermetisch dicht gelagert sind, ist der zwischen den Stromabnahmeplatten 2, 3 befindliche Raum im inneren des Brennstoffzellenbündels von den Räumen an den Stirnseiten des Brennstoffzellenbün dels gasdicht getrennt. Die Räume an den Stirnseiten der röhrenförmigen Brennstoffzellen 1 zwischen jeder Stromabnahmeplatte 2, 3 und den Seitenteilen der Umhüllung 8 sind mit einem Brenngaseinlaß 81 und einem Brenngasauslaß 82 verbunden. Der Raum innerhalb des Brennstoffzellenbün dels zwischen den Stromabnahmeplatten 2, 3 ist mit einem Kathodengaseinlaß 83 und einem Kathodengasauslaß 84 verbun den. Beim Betrieb der Brennstoffzellenanordnung wird das Brenngas über den Brenngaseinlaß 81 dem Raum auf der linken Seite des Brennstoffzellenbündels von Fig. 3a zugeführt und strömt von dort durch das Innere der röhrenförmigen Brennstoffzellen 1 in den Raum auf der rechten Seite des Brennstoffzellenbündels und verläßt von dort die Brenn stoffzellenanordnung durch den Brenngasauslaß 82. Das Ka thodengas strömt über den Kathodengaseinlaß 83 in den Be reich zwischen den Stromabnahmeplatten 2, 3 und umströmt die Außenseiten der röhrenförmigen Brennstoffzellen 1 und verläßt die Brennstoffzellenanordnung über den Kathodengas auslaß 84. Auf diese Weise werden die einzelnen röhrenför migen Brennstoffzellen 1 nach Art eines Querstromverfahrens durch vollständig hermetisch voneinander getrennte Gas ströme beaufschlagt.Through the current collector plates 2 , 3 , in which the röhrenför shaped fuel cells 1 are hermetically sealed with their ends, the space located between the current collector plates 2 , 3 inside the fuel cell bundle is gas-tightly separated from the rooms on the end faces of the fuel cell bundle. The spaces on the end faces of the tubular fuel cells 1 between each current take-off plate 2 , 3 and the side parts of the casing 8 are connected to a fuel gas inlet 81 and a fuel gas outlet 82 . The space within the fuel cell bundle between the current take-off plates 2, 3 is connected to a cathode gas inlet 83 and a cathode gas outlet 84 . When the fuel cell arrangement is in operation, the fuel gas is supplied via the fuel gas inlet 81 to the space on the left side of the fuel cell bundle of FIG. 3a and from there flows through the interior of the tubular fuel cells 1 into the space on the right side of the fuel cell bundle and leaves the combustion chamber from there fabric cell assembly through the fuel gas outlet 82nd The Ka thodengas flows over the cathode gas inlet 83 in the loading area between the current collector plates 2, 3 and flows around the outer sides of the tubular fuel cells 1 and leaves the fuel cell arrangement via the cathode gas outlet 84 . In this way, the individual röhrenför shaped fuel cells 1 are acted upon in the manner of a cross-flow process by completely hermetically separated gas flows.

Wie aus der Schnittansicht von Fig. 3b zu sehen ist, sind die röhrenförmigen Brennstoffzellen 1 in einer kreisförmi gen Anordnung innerhalb einer zylindrischen Umhüllung 8 vorgesehen. Hierdurch ist eine gute Verteilung der Gas ströme, insbesondere des die Außenseiten der röhrenförmigen Brennstoffzellen 1 umströmenden Kathodengases möglich. Alternativ ist selbstverständlich auch die Anordnung der Brennstoffzellen 1 in einem Brennstoffzellenbündel mit rechteckiger Grundform und eine entsprechende Formgebung der Umhüllung 8 möglich.As can be seen from the sectional view of Fig. 3b, the tubular fuel cells 1 are provided in a circular arrangement within a cylindrical envelope 8 . This allows a good distribution of the gas flows, in particular of the cathode gas flowing around the outer sides of the tubular fuel cells 1 . Alternatively, it is of course also possible to arrange the fuel cells 1 in a fuel cell bundle with a rectangular basic shape and to shape the casing 8 accordingly.

Bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Brennstoffzellenanordnung sind wiederum die röhrenförmigen Brennstoffzellen 1 mit zueinander par allelen Längsachsen in Form eines Brennstoffzellenbündels zwischen zwei Stromabnahmeplatte 2, 3 angeordnet, ähnlich wie bei dem Ausführungsbeispiel von Fig. 3a.In the exemplary embodiment of the fuel cell arrangement according to the invention shown in FIG. 4, the tubular fuel cells 1 are in turn arranged with parallel longitudinal axes parallel to one another in the form of a fuel cell bundle between two power take-off plates 2 , 3 , similar to the exemplary embodiment of FIG. 3a.

Ähnlich wie bei dem Ausführungsbeispiel von Fig. 3a ist auch bei dem Ausführungsbeispiel von Fig. 4 die eine Stromabnahmeplatte, nämlich die Stromabnahmeplatte 3 mit tels elektrisch isolierender Elemente 5 in der Umhüllung 8 gelagert. Zwischen der Stromabnahmeplatte 3 und einem er sten Bereich 8b der Umhüllung 8 ist wiederum ein von dem Inneren des durch die röhrenförmigen Brennstoffzellen 1 ge bildeten Brennstoffzellenbündels hermetisch abgedichteter Bereich gebildet, zu dem ein Brenngaseinlaß 81 führt. Ab weichend von dem vorherigen Ausführungsbeispiel ist bei dem Ausführungsbeispiel von Fig. 4 ein zweiter Bereich 8a der Umhüllung 8 so ausgebildet, daß er gleichermaßen die durch die Stromabnahmeplatte 2 gebildete andere Stirnseite des Brennstoffzellenbündels als auch dessen Umfangsbereich um gibt. Der Umfangsbereich des Brennstoffzellenbündels ist durch einen Mantel 25 begrenzt, der eine große Anzahl von Öffnungen aufweist, durch die das Innere des Brennstoffzel lenbündels, also der Raum auf der Außenseite der röhrenför migen Brennstoffzellen 1 zwischen den Stromabnahmeplatten 2, 3 mit dem Raum im Inneren des zweiten Umhüllungsbereichs 8a in Verbindung steht. Die Stromabnahmeplatte 2 weist eine zentrale Öffnung 27 auf, die mit einer im Inneren des zwei ten Umhüllungsbereichs 8a vorgesehenen Gebläseanordnung 21 in Verbindung steht, welche von einem Motor 22 außerhalb der Umhüllung 8 angetrieben wird. Mitteis der Gebläseanord nung 21 kann das die Außenseite der röhrenförmigen Brenn stoffzellen 1 umströmende Gas in einem Kreislauf zirkuliert werden. Der von dem zweiten Umhüllungsbereich 8a einge schlossene Raum ist weiterhin mit einem Kathodengaseinlaß 83b sowie einem Brenngasauslaß 82a verbunden. Das über den Kathodengaseinlaß 83b zugeführte Kathodengas K wird durch die Gebläseanordnung 21 innerhalb des von dem zweiten Um hüllungsbereich 8a umgebenen Raums durch das Brennstoffzel lenbündel zirkuliert, wobei es durch die Öffnung 27 in den Bereich zwischen den Stromabnahmeplatten 2, 3 eintritt und diesen durch die Öffnungen in dem Mantel 25 verläßt. Das durch den Brenngaseinlaß 81 in den von dem ersten Umhül lungsbereich 8b umgebenen Raum geführte Brenngas B strömt durch das Innere der röhrenförmigen Brennstoffzellen 1 und mischt sich nach dem Austritt durch das in der Stromabnah meplatte 2 gelagerte Ende der röhrenförmigen Brennstoffzel len 1 in den im Kreislauf zirkulierenden Strom des Katho dengases K, so daß sich ein Brenngas/Kathodengasgemisch er gibt. Das verbrannte Brenngas B wird zusammen mit dem ver brauchten Kathodengas K über den Brenngasauslaß 82a abge führt.Similar to the embodiment of FIG. 3a, in the embodiment of FIG. 4 the one current take-off plate, namely the current take-off plate 3, is mounted in the casing 8 by means of electrically insulating elements 5 . Between the current take-off plate 3 and a he most area 8 b of the sheathing 8 , in turn, a hermetically sealed area formed by the interior of the fuel cell bundle formed by the tubular fuel cells 1 , to which a fuel gas inlet 81 leads. Deviating from the previous embodiment, in the embodiment of FIG. 4, a second region 8 a of the sheathing 8 is formed in such a way that it equally gives the other end face of the fuel cell bundle formed by the current take-off plate 2 and also its circumferential region. The peripheral region of the fuel cell bundle is delimited by a jacket 25 , which has a large number of openings through which the interior of the fuel cell bundle, i.e. the space on the outside of the tubular fuel cells 1 between the current collector plates 2 , 3 with the space inside the second wrapping area 8 a is connected. The power take-off plate 2 has a central opening 27 , which is connected to a blower arrangement 21 provided in the interior of the two wrapping region 8 a, which is driven by a motor 22 outside the wrapper 8 . Mitteis of the fan arrangement 21 , the gas flowing around the outside of the tubular fuel cells 1 can be circulated in a circuit. The space enclosed by the second wrapping area 8 a is also connected to a cathode gas inlet 83 b and a fuel gas outlet 82 a. The cathode gas inlet K supplied via the cathode gas inlet 83 b is circulated by the blower arrangement 21 within the space surrounded by the second wrapping area 8 a through the fuel cell bundle, whereby it enters through the opening 27 into the area between the current collector plates 2 , 3 and through this leaves the openings in the jacket 25 . The fuel gas B flowing through the fuel gas inlet 81 into the space surrounded by the first envelope region 8 b flows through the interior of the tubular fuel cells 1 and mixes after exiting through the plate 2 stored in the power take-off 2 end of the tubular fuel cells 1 in the Circuit circulating current of the cathode gas K, so that there is a fuel gas / cathode gas mixture. The burned fuel gas B is abge leads together with the ver used cathode gas K via the fuel gas outlet 82 a.

Am Umfang des Brennstoffzellenbündels ist ein durch einen Ringkörper gebildeter Nutzwärmetauscher 9 vorgesehen, wel cher einen Teil der von den Brennstoffzellen erzeugten Wärme als Nutzwärme auskoppelt. Dieser Nutzwärmetauscher 9 kann insbesondere ein katalytischer Brenner sein, welcher die in dem durch das Brennstoffzellenbündel zirkulierenden Brenngas/Kathodengasgemisch enthaltenen restlichen brennba ren Bestandteile durch katalytische Verbrennung nutzbar macht.At the periphery of the fuel cell bundle, a useful heat exchanger 9 formed by an annular body is provided, which couples part of the heat generated by the fuel cells as useful heat. This useful heat exchanger 9 can in particular be a catalytic burner, which makes the remaining combustible constituents contained in the fuel gas / cathode gas mixture circulating through the fuel cell bundle usable by catalytic combustion.

Claims

1. Brennstoffzellenanordnung mit einer Anzahl von Brennstoffzellen (1), die jeweils eine Kathode (11), eine Elektrolytmatrix (12) und eine Anode (13) aufweisen, wobei über die Kathoden (11) ein Strom eines Kathodengases (K) und über die Anoden (13) ein Strom eines Brenngases (B) geführt wird, wobei die Brennstoffzellen (1) als röhrenförmige Elemente ausgeführt sind, in denen die Kathode (11), Elektrolytmatrix (12) und Anode (13) koaxial zueinander angeordnet sind, wobei das eine von den Bestandteilen Kathode (11) und Anode (13) an der Außenseite der röhrenförmigen Elemente liegt und das andere von diesen Bestandteilen an der Innenseite der röhrenförmigen Elemente liegt, wobei ferner das eine Gas (Kathodengas (K) oder Brenngas (B)) die Außenseite der röhrenförmigen Brennstoffzellen (1) umströmt, und das andere Gas (Brenngas (B) oder Kathodengas (K)) die Innenseite der röhrenförmigen Brennstoffzellen (1) durchströmt, wobei die Anoden (13) und Kathoden (11) jeweils mit Elementen für die Abnahme von elektrischem Strom verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die röhrenförmigen Brennstoffzellen (1) an ihren Enden jeweils in Stromabnahmeplatten (2, 3) gehaltert sind, die auf ihren den Brennstoffzellen (1) zugewandten Seiten einen ersten Gasraum mitbegrenzen, in welchem die Außenseiten der einzelnen Brennstoffzellen (1) liegen, daß die den Brennstoffzellen (1) abgewandten Seiten der Stromabnahmeplatten (2, 3) an zweite Gasräume anschließen, die mit den Innenseiten der Brennstoffzellen (1) kommunizieren.1. Fuel cell arrangement with a number of fuel cells ( 1 ), each having a cathode ( 11 ), an electrolyte matrix ( 12 ) and an anode ( 13 ), with a stream of a cathode gas (K) and the cathode ( 11 ) Anodes ( 13 ) a flow of a fuel gas (B) is guided, the fuel cells ( 1 ) are designed as tubular elements in which the cathode ( 11 ), electrolyte matrix ( 12 ) and anode ( 13 ) are arranged coaxially to one another, the one of the components cathode ( 11 ) and anode ( 13 ) is on the outside of the tubular elements and the other of these components is on the inside of the tubular elements, the one gas (cathode gas (K) or fuel gas (B)) flows around the outside of the tubular fuel cells ( 1 ), and the other gas (fuel gas (B) or cathode gas (K)) flows through the inside of the tubular fuel cells ( 1 ), the anodes ( 13 ) and nd cathodes ( 11 ) are each connected to elements for the removal of electrical current, characterized in that the tubular fuel cells ( 1 ) are each held at their ends in current collection plates ( 2 , 3 ) which face the fuel cells ( 1 ) Limit sides of a first gas space in which the outer sides of the individual fuel cells ( 1 ) lie, that the sides of the power take-off plates ( 2 , 3 ) facing away from the fuel cells ( 1 ) connect to second gas spaces that communicate with the inner sides of the fuel cells ( 1 ).

2. Brennstoffzellenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die röhrenförmigen Brennstoffzellen (1) in Form eines Bündels mit parallel zueinander befindlichen Längsachsen zueinander angeordnet sind, und daß das eine Gas die röhrenförmigen Brennstoffzellen (1) in ihrem Inneren durchströmt und das andere Gas das Brennstoffzellenbündel quer zur Längsachse der Brennstoffzellen (1) durchströmt. 2. Fuel cell arrangement according to claim 1, characterized in that the tubular fuel cells ( 1 ) are arranged in the form of a bundle with mutually parallel longitudinal axes, and that one gas flows through the tubular fuel cells ( 1 ) in their interior and the other gas that Flows through the fuel cell bundle transverse to the longitudinal axis of the fuel cells ( 1 ).

3. Brennstoffzellenanordnung nach Anspruch 2, dadurch ge kennzeichnet, daß die röhrenförmigen Brennstoffzellen (1) in dem Bündel versetzt zueinander angeordnet sind.3. Fuel cell arrangement according to claim 2, characterized in that the tubular fuel cells ( 1 ) are arranged offset from one another in the bundle.

4. Brennstoffzellenanordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathode (11) mit einem Ende einer Brennstoffzelle (1) elektrisch verbunden und gegen das andere Ende derselben elektrisch isoliert ist und die Anode mit dem anderen Ende einer Brennstoffzelle (1) elektrisch verbunden und gegen das eine Ende derselben elektrisch isoliert ist.4. Fuel cell arrangement according to claim 2 or 3, characterized in that the cathode ( 11 ) with one end of a fuel cell ( 1 ) is electrically connected and electrically insulated from the other end thereof and the anode with the other end of a fuel cell ( 1 ) is electrically connected and electrically insulated from one end thereof.

5. Brennstoffzellenanordnung nach Anspruch 4, dadurch ge kennzeichnet, daß die Enden der Brennstoffzellen (1), mit denen die Kathode (11) elektrisch verbunden ist, alle in einer Minus-Stromabnahmeplatte (2) gelagert sind, und daß die Enden, mit denen die Anode (13) elektrisch verbunden ist, alle in einer Plus-Stromabnahmeplatte (2) gelagert sind.5. A fuel cell arrangement according to claim 4, characterized in that the ends of the fuel cells ( 1 ) to which the cathode ( 11 ) is electrically connected are all stored in a minus current collector plate ( 2 ), and that the ends with which the anode ( 13 ) is electrically connected, all of which are mounted in a plus current collector plate ( 2 ).

6. Brennstoffzellenanordnung nach Anspruch 4, dadurch ge kennzeichnet, daß die Enden der Brennstoffzellen (1), mit denen die Kathode (11) elektrisch verbunden ist, und die Enden der Brennstoffzellen (1), mit denen die Anode (13) elektrisch verbunden ist, jeweils für Paare von benachbar ten Brennstoffzellen abwechselnd entgegengesetzt in zwei Stromabnahmeplatten (2, 3) isoliert gelagert sind, und daß jeweils Kathode (11) und Anode (13) zweier benachbarter Brennstoffzellen (1) elektrisch miteinander verbunden sind, so daß die Brennstoffzellen (1) elektrisch in Serie ge schaltet sind.6. Fuel cell arrangement according to claim 4, characterized in that the ends of the fuel cells ( 1 ) with which the cathode ( 11 ) is electrically connected, and the ends of the fuel cells ( 1 ) with which the anode ( 13 ) is electrically connected , each for pairs of neighboring fuel cells, alternately in opposite directions in two current tapping plates ( 2 , 3 ), and that each cathode ( 11 ) and anode ( 13 ) of two adjacent fuel cells ( 1 ) are electrically connected to one another, so that the fuel cells ( 1 ) are electrically connected in series.

7. Brennstoffzellenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathode (11) der röhrenförmigen Brennstoffzellen (1) eine Drahtgewebeeinlage (14) enthält.7. Fuel cell arrangement according to one of claims 1 to 6, characterized in that the cathode ( 11 ) of the tubular fuel cells ( 1 ) contains a wire mesh insert ( 14 ).

8. Brennstoffzellenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Anode (13) der röh renförmigen Brennstoffzellen (1) eine Drahtgewebeeinlage enthält.8. Fuel cell arrangement according to one of claims 1 to 7, characterized in that the anode ( 13 ) of the tubular fuel cells ( 1 ) contains a wire mesh insert.

9. Brennstoffzellenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Seite der Anode (13) von dieser beabstandet eine Drahtgewebeeinlage (17) vorgesehen ist, und daß in dem Zwischenraum zwischen der Anode (13) und der Drahtgewebeeinlage (17) Pellets (15) ei nes Katalysatormaterials angeordnet sind.9. Fuel cell arrangement according to one of claims 1 to 8, characterized in that on the side of the anode ( 13 ) spaced therefrom a wire mesh insert ( 17 ) is provided, and that in the space between the anode ( 13 ) and the wire mesh insert ( 17th ) Pellets ( 15 ) egg nes catalyst material are arranged.

10. Brennstoffzellenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß jede röhrenförmige Brennstoffzelle (1) an ihren Enden Endstücke (19) aus einem elektrisch leitenden Material aufweist, von denen das eine mit der Kathode (11) elektrisch verbunden und gegen die An ode (13) und die Elektrolytmatrix (12) elektrisch isoliert ist, und von denen das andere mit der Anode (13) elektrisch verbunden und gegen die Kathode (11) und die Elektrolytma trix (12) elektrisch isoliert ist.10. Fuel cell arrangement according to one of claims 1 to 9, characterized in that each tubular fuel cell ( 1 ) has at its ends end pieces ( 19 ) made of an electrically conductive material, one of which is electrically connected to the cathode ( 11 ) and against the At ode ( 13 ) and the electrolyte matrix ( 12 ) is electrically insulated, and of which the other is electrically connected to the anode ( 13 ) and electrically insulated from the cathode ( 11 ) and the electrolyte matrix ( 12 ).

11. Brennstoffzellenanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Isolierung von Kathode (11) und Elektrolytmatrix (12) gegen das eine Endstück (19) bzw. die elektrisch Isolierung von Anode (13) und Elektro lytmatrix (12) gegen das andere Endstück (19) durch ein Ke ramikisolationselement (16, 18) gebildet ist.11. A fuel cell arrangement according to claim 10, characterized in that the electrical insulation of the cathode ( 11 ) and electrolyte matrix ( 12 ) against the one end piece ( 19 ) or the electrical insulation of the anode ( 13 ) and electro lytmatrix ( 12 ) against the other End piece ( 19 ) is formed by a ceramic insulation element ( 16 , 18 ).

12. Brennstoffzellenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathode (11) an der Außenseite und die Anode (13) an der Innenseite der röhren förmigen Brennstoffzellen (1) angeordnet ist. 12. Fuel cell arrangement according to one of claims 1 to 11, characterized in that the cathode ( 11 ) on the outside and the anode ( 13 ) on the inside of the tubular fuel cells ( 1 ) is arranged.

13. Brennstoffzellenanordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Endstücke (19) der röhrenförmigen Brennstoffzellen (1) konisch ausgebildet und in einer entsprechend konisch ausgebildeten Öffnung der Stromabnahmeplatten (2, 3) gelagert sind.13. Fuel cell arrangement according to one of claims 10 to 12, characterized in that the end pieces ( 19 ) of the tubular fuel cells ( 1 ) are conical and are mounted in a correspondingly conical opening of the current take-off plates ( 2, 3 ).

14. Brennstoffzellenanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Brennstoffzellen bündel von einer Umhüllung (8; 8a, 8b) mit Einlässen (81, 83; 81, 83b) und Auslässen (82, 84; 82a) für das Brenngas (B) und das Kathodengas (K) umgeben ist, wobei zwischen den Stirnseiten des Brennstoffzellenbündels und der Innenseite der Umhüllung (8; 8a, 8b) Räume gebildet sind, zwischen denen das eine Gas durch das Innere der röhrenförmigen Brennstoffzellen (1) strömt.14. Fuel cell arrangement according to one of claims 2 to 13, characterized in that the fuel cell bundle of an envelope ( 8 ; 8 a, 8 b) with inlets ( 81 , 83 ; 81 , 83 b) and outlets ( 82 , 84 ; 82 a) for the fuel gas (B) and the cathode gas (K) is surrounded, spaces being formed between the end faces of the fuel cell bundle and the inside of the envelope ( 8 ; 8 a, 8 b), between which the one gas through the interior of the tubular fuel cells ( 1 ) flows.

15. Brennstoffzellenanordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen den Stirnseiten des Brenn ostoffzellenbündels und der Innenseite der Umhüllung gebil deten Räume durch die Stromabnahmeplatte (2, 3) von dem In neren des Brennstoffzellenbündels getrennt sind. 15. Fuel cell arrangement according to claim 14, characterized in that between the end faces of the fuel cell bundle and the inside of the envelope gebil Deten spaces through the current take-off plate ( 2 , 3 ) are separated from the inside of the fuel cell bundle.

16. Brennstoffzellenanordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das andere Gas das Brennstoffzellenbündel zwischen den Stromabnahmeplatten (2, 3) quer durchströmt. 16. Fuel cell arrangement according to claim 15, characterized in that the other gas flows through the fuel cell bundle between the current take-off plates ( 2 , 3 ) transversely.

17. Brennstoffzellenanordnung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der Umhüllung (8a) ein Strömungsweg gebildet ist, auf dem das andere Gas in einem Kreislauf quer zu den röhrenförmigen Brennstoffzellen (1) durch das Brennstoffzellenbündel zirkuliert. 17. Fuel cell arrangement according to one of claims 14 to 16, characterized in that a flow path is formed within the envelope ( 8 a), on which the other gas circulates in a circuit transverse to the tubular fuel cells ( 1 ) through the fuel cell bundle.

18. Brennstoffzellenanordnung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der Umhüllung (8a) eine Ge bläseanordnung (21) zum Zirkulieren des Gases in dem Kreis lauf durch das Brennstoffzellenbündel vorgesehen ist.18. Fuel cell arrangement according to claim 17, characterized in that within the casing ( 8 a) a Ge blower arrangement ( 21 ) for circulating the gas in the circuit is provided by the fuel cell bundle.

19. Brennstoffzellenanordnung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Brennstoffzellenbündel zwischen ei nem zentralen Bereich und einem peripheren Bereich quer zu den röhrenförmigen Brennstoffzellen (1) von dem Gas durch strömbar ist.19. Fuel cell arrangement according to claim 18, characterized in that the fuel cell bundle between egg nem central area and a peripheral area transverse to the tubular fuel cells ( 1 ) of the gas can flow through.

20. Brennstoffzellenanordnung nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Brenngaseinlaß (81) mit dem zwischen der Stirnseite des Brennstoffzellenbündels und dem Inneren der Umhüllung (8b) begrenzten Raum zur Zu führung des Brenngases (B) zum Inneren der röhrenförmigen Brennstoffzellen (1) gekoppelt ist, daß das aus dem Inneren der röhrenförmigen Brennstoffzellen (1) austretende ver brauchte Brenngas (B) mit dem im Kreislauf quer zu den röh renförmigen Brennstoffzellen (1) zirkulierenden Kathodengas (K) mischbar ist, und daß der Einlaß (83b) für das Katho dengas (K) und der Auslaß (82a) für das verbrauchte Brenn gas (B) mit dem Teil des Innenraum im Inneren der Umhüllung (8a) gekoppelt sind, durch den das Kathodengas (K) im Kreislauf durch das Brennstoffzellenbündel zirkuliert, wo bei das verbrauchte Kathodengas (K) zusammen mit dem ver brannten Brenngas (B) über den Brenngasauslaß (82a) abführ bar ist.20. Fuel cell arrangement according to one of claims 17 to 19, characterized in that the fuel gas inlet ( 81 ) with the between the end face of the fuel cell bundle and the interior of the envelope ( 8 b) limited space for supplying the fuel gas (B) to the interior of the tubular Fuel cells ( 1 ) is coupled that the fuel fuel gas (B) emerging from the interior of the tubular fuel cells ( 1 ) is mixed with the cathode gas (K) circulating transversely to the tubular fuel cells ( 1 ) and that the inlet is miscible ( 83 b) for the cathode gas (K) and the outlet ( 82 a) for the spent fuel gas (B) with the part of the interior inside the envelope ( 8 a) are coupled through which the cathode gas (K) in Circuit circulated through the fuel cell bundle, where at the spent cathode gas (K) together with the ver burned fuel gas (B) via the fuel gas outlet ( 82 a) can be removed.

21. Brennstoffzellenanordnung nach einem der Ansprüche 14 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß im Inneren der Umhül lung (8; 8a, 8b) ein Nutzwärmetauscher (9) zur Auskopplung eines Teils der in der Brennstoffzellenanordnung erzeugten Wärme als Nutzwärme vorgesehen ist. 21. Fuel cell arrangement according to one of claims 14 to 20, characterized in that in the interior of the envelope ( 8 ; 8 a, 8 b) a useful heat exchanger ( 9 ) is provided for decoupling part of the heat generated in the fuel cell arrangement as useful heat.

22. Brennstoffzellenanordnung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Nutzwärmetauscher (9) als katalyti scher Brenner vorgesehen ist.22. A fuel cell arrangement according to claim 21, characterized in that the useful heat exchanger ( 9 ) is provided as a catalytic burner.

23. Brennstoffzellenanordnung nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Nutzwärmetauscher (9) in Form eines das Brennstoffzellenbündel umgebenden Ringkör pers ausgebildet ist.23. Fuel cell arrangement according to claim 21 or 22, characterized in that the useful heat exchanger ( 9 ) is in the form of a ring body surrounding the fuel cell bundle pers.