DE4438555C1 - Brennstoffzellenanordnung mit Reformierungseinrichtung - Google Patents

Brennstoffzellenanordnung mit Reformierungseinrichtung

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Description

Die Erfindung betrifft eine Brennstoffzellenanordnung mit in einem Brennstoffzellenblock in Form eines Stapels angeordneten Brennstoffzellen, die jeweils an den Anoden auf einer Seite des Brennstoffzellenblocks einen Eingang für das frische Brenngas und auf der gegenüberliegenden Seite einen Ausgang für das verbrannte Brenngas und an den Kathoden auf einer anderen Seite des Brennstoffzellenblocks einen Eingang für das frische Kathodengas und auf der gegenüberliegenden Seite einen Ausgang für das verbrauchte Kathodengas aufweist, und mit weiterhin einer durch die bei der Brennstoffzellenre­ aktion freiwerdenden Wärme beheizten Reformierungseinrichtung zum Reformieren des dem Anodeneingang der Brennstoffzellen zuzuführenden frischen Brenngases, die einen mit einem Katalysator versehenen Bereich mit einem Eingang zur Aufnahme des zu reformierenden frischen Brenngases und einem mit dem Anodeneingang verbundenen Ausgang für das reformierte frische Brenngas aufweist, in welchem der Reformierungsprozeß abläuft.
Für den Betrieb von Brennstoffzellen bedarf es meistens einer vorhergehenden Aufbereitung kohlenwasserstoffhaltiger Brenngase durch Reformieren, um dadurch das Brenngas mit einer für die Brennstoffzellenreaktion zugänglichen Zusammensetzung zur Verfügung zu stellen. Ein solches Reformieren ist insbesondere für die Aufbereitung des Brenngases für Hochtemperaturbrennstoffzellen mit Alkalikarbonat- Schmelzelektrolyten (MCFC=Molten Carbonate Fuel Cell) erforderlich. Dabei werden die Kohlenwasserstoffanteile des Brenngases durch Zufügen der stöchiometrisch notwendigen Wasserdampfmenge an einem Katalysator bei hoher Temperatur zu CO, CO₂ und H₂ umgesetzt. Für Methan (Erdgas) beispielsweise läuft die entsprechende Reaktion endotherm unter dem folgenden Gleichgewicht ab:
CH₄ + H₂O <==< CO + 3H₂.
Die für einen Ablauf in Richtung Wasserstoffbildung notwendige Reaktionsenthalpie wird durch die exothermen Reaktionen der Brennstoffzelle geliefert. Dadurch werden in gegenseitiger Beeinflussung beide in der Brennstoffzelle ablaufenden Reaktionsgleichgewichte, d. h. sowohl die Reformierreaktion wie auch die Brennstoffzellenreaktion in der gewünschten Richtung verschoben, wobei gleichzeitig durch Verbrauch der bei dem enothermen Reformierprozeß aufgenommenen Wärmemenge die Zelle gekühlt und durch Verbrauch des entstehenden Wasserstoffs durch die Brennstoffzellenreaktion die Ausbildung einer den Reformierprozeß störenden Wasserstoffkonzentration vermieden wird.
Gemäß dem bisher bekannten Stand der Technik wird bei Brennstoffzellen mit Alkalikarbonat-Schmelzelektrolyten (MCFC) und auch bei anderen Brennstoffzellentypen die Reformierung des Brenngases auf drei verschiedene Methoden durchgeführt:
Beim externen Reformieren durch eine separat beheizte Reformierungseinrichtung werden die oben geschilderten Vorteile der gegenseitigen günstigen Beeinflussung der thermodynamischen und chemischen Parameter nicht genutzt, und es besteht ein deutlich negativer Einfluß auf den Systemwirkungsgrad.
Beim direkten internen Reformieren ist das zum Auslösen der Reformierreaktion dienende Katalysatormaterial direkt in jede einzelne Brennstoffzelle eingebracht, und das Reformieren erfolgt in jeder einzelnen Zelle für sich. Dies ist zwar aus thermodynamischer Sicht die bestmögliche Art des Reformierens, da hier beide Reaktionen, also die Brennstoffzellenreaktion und der Reformierprozeß in direktem Material- und Wärmekontakt stehen und so die gegenseitige Beeinflussung optimal ist. Andererseits bestehen jedoch Probleme für das Kata­ lysatormaterial, da dieses leicht durch den Elektrolyten der Brennstoffzelle kontaminiert wird und so an Wirksamkeit einbüßt. Eine Lösung dieses Problems ist derzeit noch nicht ersichtlich.
Schließlich sind beim indirekten internen Reformieren in den Brennstoffzellenblock in regelmäßigen Abständen, zum Beispiel nach jeder fünften Brennstoffzelle, getrennte Reformierzellen eingefügt, in denen sich das Katalysatormaterial befindet. Der Reformierprozeß findet dann in diesen Reformierzellen im Wärmekontakt zu den Nachbarzellen statt. Bei dieser Art des Reformierens ist der Katalysator bestens geschützt und weist somit eine lange Lebensdauer bei guter Leistung auf, so daß diese Anordnung insoweit bislang am besten zu bewerten ist, jedoch ist der Aufbau aufwendig und die Leitungsführung an den Eingängen der Reformierzellen und zwischen den Ausgängen der Reformierzellen und den Eingängen an den Anoden der Brennstoffzellen kompliziert und somit unwirtschaftlich.
Eine Brennstoffzellenanordnung nach dem Stand der Technik mit Reformierungszellen 7′ für ein indirektes internes Reformieren ist in Fig. 6 dargestellt. Der Brennstoffzellenblock 1′ besteht in einer Anzahl von Brennstoffzellen 2, die zwischen zwei Kompressionsplatten 12 unter Zwischenschaltung von Endplatten 13 zu einem Stapel angeordnet sind. In regelmäßigen Abständen, nämlich nach fünf Brennstoffzellen ist jeweils eine Reformierungszelle 7′ vorgesehen, die sich in Wärmekontakt mit den benachbarten Brennstoffzellen 2 befindet. Das zu reformierende frische Brenngas wird den Reformierungszellen 7′ über einen Gasverteiler 14 zugeführt, von wo jeweils Leitungen 16 mit dielektrischen Unterbrechungen 15 zu den Eingängen der Reformierungszellen 7′ führen. Die Ausgänge der Reformierungszellen 7′ sind an der in der Fig. 6 nicht dargestellten diagonal gegenüberliegenden Ecke des Brennstoffzellenblocks 1′ angeordnet und in entsprechender Weise über Leitungen an Gasverteiler angeschlossen.
Aus der DE 40 32 652 A1 geht es als bekannt hervor, einen Teil des Kathodenabgases und des Anodenabgases für die Beheizung einer Reformierungseinrichtung zu verwenden. Hierfür werden Kathodenabgas und Anodenabgas zusammen mit Luft und einem weiteren Brenngas einer Unterfeuerung zugeleitet. Mit Verwendung der Brennstoffzellenabgase wird ein Teil der Abwärme aus der Brennstoffzellenreaktion, allerdings sehr unvollständig, genutzt.
In der DE 33 45 958 A1 ist eine Reformierungseinheit mit einer eigenen Brennkammer dargestellt. In der Anfahrphase wird der Reformierkatalysator unter Verbrennung von flüssigem Methanol aufgeheizt. Nach Beendigung des Aufheizvorgangs wird die Brennkam m er offensichtlich mit dem in den Brennstoffzellenabgasen enthaltenen Wasserstoffüberschuß betrieben.
Bei einer Brennstoffzelle gemäß der DE-OS 16 71 685 erfolgt die Reformierung in einem Raum der Brennstoffzelle, der offenbar der Anodenhalbzelle entspricht. Aus dem Raum tritt der erzeugte Wasserstoff über eine Membran in den Elektrolyten ein, der an die Membran anschließt. Der zur Reformierung verwendete Dampf wird dem entsprechenden Raum mit einer Temperatur zugeführt, die während des Betriebs der Brennstoffzelle in dem betreffenden Raum erreicht wird.
Die für eine Brennstoffzellenanlage entsprechend der EP 0 598 530 A1 verwendete Reformierungseinrichtung wird offensichtlich durch eine externe Heizquelle beheizt. Dabei ist es auch vorgesehen, das von der Brennstoffzelle produzierte Wasser zu kühlen, zu sammeln und das meiste davon der Reformierungseinrichtung wieder zuzuführen.
In der EP 0 575 883 A1 ist eine Anlage beschrieben mit mindestens zwei Brennstoffzellen, die gastechnisch in Reihe geschaltet sind. Das Brenngas wird in einer zur Brennstoffzelle separaten Reformierungseinrichtung reformiert, die durch Verbrennung der Anoden- und Kathodenabgase in einer separaten Brennkammer beheizt wird. Zwischen den beiden gastechnisch in Reihe geschalteten Brennstoffzellen ist eine zusätzliche Reformierungseinrichtung eingebaut, um nicht reformierte Methanreste umzuformen. Diese zusätzliche Reformierungseinrichtung wird offensichtlich überhaupt nicht beheizt.
Auch aus der EP 0 456 848 A1 geht es als bekannt hervor, eine externe Reformierungseinrichtung über eine separate Verbrennungskammer durch Verbrennung von Anoden- und Kathodenabgas zu beheizen.
Bei einer Brennstoffzellenanordnung nach der EP 0 230 036 A1 sind die Anodengaskammern der Brennstoffzellen mit einem Katalysator für das Reformieren versehen. Im weiteren sind zusätzlich separate Katalysatorkammern vorgesehen, die zur Reformierung einen Katalysator enthalten. Die Katalysatorkammern befinden sich zwischen den Brennstoffzellenstapeln und stehen mit ihnen in leitender Wärmeverbindung. Es soll dadurch eine gleichmäßige Temperaturverteilung über der ganzen Zellenfläche und der ganzen Stapelhöhe erzielt werden. Der Nachteil dieser Technik liegt darin, daß die Zuleitungen zu den Katalysatorkammern sehr aufwendig und damit kostenintensiv sind. Bei Anordnung des Katalysators innerhalb der Anodenräume wird das Katalysatormaterial leicht durch den Elektrolyten kontaminiert und büßt dadurch an Wirksamkeit ein.
Bei der Einrichtung nach der EP 0 205 146 A2 wird eine externe Reformierungseinrichtung kontinuierlich mit einer Mischung aus einem wassermischbaren flüssigen Kohlenwasserstoff und Wasser versorgt. Die Beheizung der Reformierungseinrichtung erfolgt durch die Kathoden- und Anodenabgase, die von einem Brennstoffzellenstapel zu einem Brenner geleitet werden. Gegebenenfalls wird noch ein Teil der Mischung aus Kohlenwasserstoff mit Wasser hinzugefügt.
In der GB 2268322 A ist beschrieben, daß zum Aufheizen einer Reformierungseinrichtung Wasserstoff über einen Katalysator in der Reformierungseinrichtung hinweggeführt wird, um eine Wasserstoff/Luftreaktion zu bewirken, die die Reformierzone aufheizt. Dieses System erfordert einen Wasserstoffspeicher, aus dem der Wasserstoffbedarf befriedigt werden kann.
Die US 5,302,470 A beschreibt eine Brennstoffzellenanordnung mit einer Dampfreformierungseinrichtung, die einen Brenner enthält. Im Brenner werden die Elektrodenabgase mit Luft verbrannt, um die Dampfreformierungseinrichtung zu beheizen. Die den Brenner verlassenden Abgase durchlaufen einen Wärmetauscher und einen Kondensator, wo das Wasser abgeschieden wird. Das übrige Gas wird in die Umgebung entlassen.
Aus der US 4,943,493 geht eine Brennstoffzellenanordnung mit einer Reformierungseinrichtung als bekannt hervor, deren Brenner mit Anoden- und Kathodenabgas beheizt wird. Die Temperatur im Brenner wird durch variable Zumischung von Luft zum Kathodenabgas gesteuert.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Brennstoffzellenanordnung der vorausgesetzten Art so auszubilden, daß die Reformierung mit hohem Wirkungsgrad bei wenig kompliziertem Aufbau der Anordnung durchführbar ist.
Diese Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung durch eine Brennstoffzellenanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Brennstoffzellenanordnung besteht darin, daß das Katalysatormaterial der Reformierungseinrichtung gegen Kontamination durch den Elektrolyten der Brennstoffzellen geschützt ist.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil besteht in der einfachen Gasführung, bei der nur zwei Gaskanäle für die Zufuhr des zu reformierenden frischen Brenngases und die Führung des reformierten frischen Brenngases zum Anodeneingang der Brennstoffzellen erforderlich sind.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung besteht darin, daß bei Erschöpfung des Katalysatormaterials der Reformierungseinrichtung oder bei anderen die Reformierungseinrichtung betreffenden Defekten ein Austausch der Reformierungseinrichtung ohne Zerstörung des Brennstoffzellenblocks möglich ist.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Reformierungseinrichtung im Abgasstrom am Kathodenausgang angebracht. Hierdurch wird eine größtmögliche Ausnutzung der bei der Brennstoffzellenreaktion freiwerdenden Wärme erreicht.
Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist die Reformierungseinrichtung innerhalb einer an dem betreffenden Ausgang des Brennstoffzellenblocks vorgesehenen Ausgangshitze angebracht. Dadurch wird eine größtmögliche Platzersparnis erreicht.
Gemäß einer weiteren besonders vorteilhaften Ausgestaltung sind der Brennstoffzellenblock und die Reformierungseinrichtung innerhalb eines gemeinsamen Schutzgehäuses angeordnet, wobei die Bereiche an den Eingängen und Ausgängen an den Anoden und Kathoden durch sich zwischen dem Brennstoffzellenblock und der Innenseite des Schutzgehäuses erstreckende Trennelemente voneinander getrennt sind, und die Reformie­ rungseinrichtung in dem so gebildeten Bereich am Kathodenausgang oder Anodenausgang vorgesehen ist. Hierdurch kann die gesamte Brennstoffzellenanordnung mit geringem Aufwand gefertigt werden und es ist ein hoher Gesamtwirkungsgrad der Brennstoffzellenanordnung erreichbar.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine geschnittene Seitenansicht eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Brennstoffzellenanordnung;
Fig. 2 eine geschnittene Draufsicht des in Fig. 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiels;
Fig. 3 eine Schnittansicht durch die Reformierungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 4 eine geschnittene Seitenansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Brennstoffzellenanordnung;
Fig. 5 eine geschnittene Draufsicht des in Fig. 4 gezeigten zweiten Ausführungsbeispiels; und
Fig. 6 eine perspektivische Teilansicht einer Brennstoffzellenanordnung mit einer Reformierungseinrichtung nach dem Stande der Technik.
Bei der in den Fig. 1 und 2 in der Seitenansicht und in der Draufsicht im Querschnitt gezeigten Brennstoffzellenanordnung ist ein Brennstoffzellenblock 1 durch eine Anzahl von in einem Stapel angeordneten Brennstoffzellen 2 gebildet, von denen lediglich einige angedeutet sind. Die Brennstoffzellen 2 weisen jeweils an den Anoden auf einer Seite des Brennstoffzellenblocks 1, in Fig. 2 oben zu sehen, einen Eingang 13 für das frische Brenngas und auf der gegenüberliegenden Seite, in Fig. 2 unten, einen Ausgang 14 für das verbrauchte Brenngas, sowie an den Kathoden der Brennstoffzellen, in Fig. 2 links, einen Eingang 15 für das frische Kathodengas und auf der gegenüberliegenden Seite, also in Fig. 2 rechts, einen Ausgang 16 für das verbrauchte Kathodengas auf. An den Eingängen 13 und 15 und den Ausgängen 14 und 16 der Brennstoffzellen 2 sind jeweils Eingangs- und Ausgangshutzen 131, 141, 151 und 161 angeordnet, durch die die jeweiligen Gasströme an den betreffenden Seiten des Brennstoffzellenblocks 1 verteilt bzw. zusammengefaßt werden.
Die nach Art eines Wärmetauschers ausgebildete Reformierungseinrichtung 7 ist bei dem in den Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispiel direkt im Abgasstrom am Kathodenausgang 16 des Brennstoffzellenstapels 1 angeordnet, wobei die Querschnittsfläche der Reformierungseinrichtung 7 im wesentlichen der Querschnittsfläche der jeweiligen Seite des Brennstoff­ zellenstapels 1 entspricht.
Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, enthält die Reformierungseinrichtung 7 einen ersten Bereich 71, der einen Eingang 77 zur Aufnahme des zu reformierenden frischen Brenngases sowie einen Ausgang 78 zur Abgabe des reformierten frischen Brenngases aufweist. Dieser Bereich 71 enthält eine Anzahl von senkrecht verlaufenden Kanälen 711, in denen der den Reformierungsprozeß hervorrufende Katalysator in Form einer Schüttung aus mit Katalysatormaterial beschichteten Teilen oder aus Katalysatorpellets vorgesehen ist. Das Katalysatormate­ rial, das in Fig. 3 nicht eigens dargestellt ist, ist durch das Bezugszeichen 8 angedeutet.
Weiter enthält die Reformierungseinrichtung 7 einen mit dem ersten Bereich 71 thermisch gekoppelten zweiten Bereich 72, durch den der Abgasstrom von dem Kathodenausgang 16 des Brennstoffzellenblocks 2 als Heizgas zum Beheizen der Reformierungseinrichtung 7 geführt wird. Somit wird die aus dem Abgasstrom des Kathodenausgangs 16 des Brennstoffzellenblocks 1 im zweiten Bereich 72 der Reformierungseinrichtung 7 entzo­ gene Wärme an das Katalysatormaterial 8 im ersten Bereich 71 der Reformierungseinrichtung 7 übertragen und dort für den endothermen Reformierungsprozeß verbraucht.
Dem Einlaß 77 der Reformierungseinrichtung 7 wird das zu reformierende frische Brenngas zugeführt und nach dem Durchgang durch die mit dem Katalysatormaterial 8 gefüllten Kanäle 711 am Ausgang 78 angegeben. Der Ausgang 78 der Reformierungseinrichtung 7 ist über eine Leitung 8 mit der Hutze 131 am Anodeneingang 13 des Brennstoffzellenblocks 1 verbunden.
Der Strömungsverlauf in der Brennstoffzellenanordnung ist also wie folgt:
Das frische Kathodengas tritt über die Hutze 151 an der Kathodeneingangsseite 15 in den Brennstoffzellenstapel 1 ein. Das bei der Brennstoffzellenreaktion in dem Brennstoffzellenblock 1 erhitzte Kathodengas tritt am Kathodenausgang 16 aus dem Brennstoffzellenstapel 1 aus und in die Reformierungseinrichtung 7 ein. Beim Passieren des zweiten Bereichs 72 der Reformierungseinrichtung 7 gibt das heiße Kathodenabgas einen Teil seiner Wärme durch Wärmetausch an das durch die Kanäle 711 des ersten Bereichs 71 der Reformierungseinrichtung 7 strömende frische Brenngas ab, wodurch dieses die für den Re­ formierungsprozeß erforderliche Wärme zugeführt erhält. Das aus der Reformierungseinrichtung 7 austretende Kathodenabgas verläßt die Brennstoffzellenanordnung über die Hutze 161. Das am Eingang 77 in die Reformierungseinrichtung 7 eingetretene Brenngas verläßt nach dem Reformierungsprozeß diese Einrichtung am Ausgang 78 und wird über die Leitung 8 der Hutze 131 am Anodeneingang 13 des Brennstoffzellenblocks zugeführt, passiert die Anoden der Brennstoffzellen und verläßt den Brennstoffzellenblock 1 an seiner Anodenausgangsseite 14 über die Hutze 141.
Die Fig. 4 und 5 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Brennstoffzellenanordnung mit Reformierungseinrichtung. Der Brennstoffzellenblock 1 ist gemeinsam mit der Reformierungseinrichtung 7 innerhalb eines Schutzgehäuses 9 angeordnet. Vor den Eingängen und Ausgängen 13, 14, 15 und 16 der Anoden und Kathoden sind durch Trennelemente 11, die sich zwischen dem Brennstoffzellenblock 1 und der Innenseite des Schutzgehäuses 9 erstrecken, Bereiche 131′, 141′, 151′ und 161′ gebildet, entsprechend den unter den Hutzen 131, 141, 151 und 161 gebildeten Bereichen. Die Trennelemente können aus federnden Metallstegen bestehen. Die Refor­ mierungseinrichtung 7 ist in dem am Kathodenausgang 16 gebildeten Bereich 161′ angeordnet.
Das durch einen Kathodengaseintritt 91 in den Bereich 151′ eintretende frische Kathodengas strömt von dem Kathodeneingang 15 durch den Brennstoffzellenblock 1 und verläßt diesen auf der Kathodenausgangsseite 16. Nach dem Passieren der unmittelbar hinter dem Kathodenausgang 16 angeordneten Reformierungseinrichtung 7 strömt das verbrauchte Kathodengas, das einen Teil seiner Wärme an das durch die Reformierungseinheit 7 strömende frische Brenngas abgegeben hat, in den Bereich 161′ und verläßt das Schutzgehäuse 9 über einen Austritt 76 für das Kathodenabgas. Das frische Brenngas wird über eine Leitung 77 dem Einlaß der Reformierungseinrichtung 7 zugeführt und verläßt nach dem Passieren derselben diese über eine Leitung 78, von wo das reformierte frische Brenngas in den Bereich 131′ an der Anodeneingangsseite 13 des Brennstoffzellenblocks 1 geleitet wird.
Zusätzlich zu den beschriebenen Ausführungsbeispielen sind eine Reihe von Weiterbildungen der Erfindung möglich. So kann die Reformierungseinrichtung 7 abweichend auch im Abgasstrom am Anodenausgang 14 angebracht sein. Während es bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen vorgesehen ist, daß die Querschnittsfläche der Reformierungseinrichtung 7 im wesentlichen der Querschnittsfläche der betreffenden Ausgangsseite 16 des Brennstoffzellenblocks 1 entspricht, wobei die Reformierungseinrichtung 7 an den Brennstoffzellenblock 1 anschließend angebracht ist, kann es abweichend auch vorgesehen sein, daß die Querschnittsfläche der Reformierungseinrichtung 7 eine kleinere Querschnittsfläche als die der betreffenden Ausgangsseite 16 bzw. 14 des Brennstoffzellenblocks hat, wobei die Reformierungseinrichtung 7 dann unter Zwischenschaltung einer die Querschnitte anpassenden Hutze an den Brennstoffzellenblock angeschlossen ist. Abweichend von den beschriebenen Ausführungsbeispielen kann das Katalysatormaterial auch durch eine Oberflächenbeschichtung der Kanäle 711 der Reformierungseinrichtung 7 vorgesehen sein, wobei dann die Kanäle so auszubilden sind, daß sie eine möglichst große Oberfläche im Verhältnis zu ihrem Querschnitt aufweisen.

Claims (10)

1. Brennstoffzellenanordnung mit in einem Brennstoffzellenblock (1) in Form eines Stapels angeordneten Brennstoffzellen (2), die jeweils an den Anoden auf einer Seite des Brennstoffzellenblocks (1) einen Eingang (13) für frisches Brenngas und auf der gegenüberliegenden Seite einen Ausgang (14) für verbrauchtes Brenngas und an den Kathoden auf einer anderen Seite des Brennstoffzellenblocks (1) einen Eingang (15) für frisches Kathodengas und auf der gegenüberliegenden Seite einen Ausgang (16) für verbrauchtes Kathodengas aufweist, und mit einer durch die bei der Brennstoffzellenreaktion freiwerdende Wärme beheizten Reformierungseinrichtung (7) zum Reformieren des dem Anodeneingang (13) der Brennstoffzelle (2) zuzuführenden frischen Brenngases, die einen mit einem Katalysator (8) versehenen Bereich (71) mit einem Eingang (77) zur Aufnahme des zu reformierenden frischen Brenngases und einem mit dem Anodeneingang verbundenen Ausgang (78) für das reformierte frische Brenngas aufweist, in welchem der Reformierungsprozeß abläuft, dadurch gekennzeichnet, daß die Reformierungseinrichtung (7) als ein im Abgasstrom unmittelbar hinter dem Brennstoffzellenblock angebrachter Wärmetauscher mit einem thermisch an den ersten Bereich (71) gekoppelten zweiten Bereich (72) ausgebildet ist, den der aus den Brennstoffzellen kommende Abgasstrom zum Beheizen der Reformierungseinrichtung (7) durch strömt.
2. Brennstoffzellenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reformierungseinrichtung (7) im Abgasstrom am Kathodenausgang (16) angebracht ist.
3. Brennstoffzellenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reformierungseinrichtung (7) im Abgasstrom am Anodenausgang (14) angebracht ist.
4. Brennstoffzellenanordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsfläche der Reformierungseinrichtung (7) im wesentlichen der Querschnittsfläche der betreffenden Ausgangsseite (16, 14) des Brennstoffzellenblocks (1) entspricht, und daß die Reformierungseinrichtung (7) an den Brennstoffzellenblock (1) anschließend angeordnet ist.
5. Brennstoffzellenanordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsfläche der Reformierungseinrichtung (7) eine kleinere Querschnittsfläche als die betreffende Ausgangsseite (16, 14) des Brennstoffzellenblocks hat und daß die Reformierungseinrichtung (7) unter Zwischenschaltung einer die Querschnitte anpassenden Hutze am Brennstoffzellenblock (1) angeordnet ist.
6. Brennstoffzellenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Reformierungseinrichtung (7) innerhalb einer an dem betreffenden Ausgang des Brennstoffzellenblocks (1) vorgesehenen Ausgangshutze (161, 141) angebracht ist.
7. Brennstoffzellenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Bereich (71) der Reformierungseinrichtung (7) eine Anzahl von Kanälen (711) enthält, in denen der Katalysator (8) vorgesehen ist, und die in den zweiten Bereich (72) eingebettet sind.
8. Brennstoffzellenanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle (711) senkrecht verlaufen, und daß die Kanäle mit einer Schüttung aus mit Katalysatormaterial beschichteten Teilchen oder mit Katalysatorpellets gefüllt sind.
9. Brennstoffzellenanordnung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle (711) mit Katalysatormaterial beschichtet sind.
10. Brennstoffzellenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennstoffzellenblock (1) und die Reformierungseinrichtung (7) innerhalb eines gemein­ samen Schutzgehäuses (9) angeordnet sind, wobei die Bereiche an den jeweiligen Eingängen und Ausgängen (13, 14, 15, 16) an den Anoden und Kathoden durch sich zwischen dem Brennstoffzellenblock (1) und der Innenseite des Schutzgehäuses (9) erstreckende Trennelemente (Federstege 11) voneinander getrennt sind, und daß die Reformierungseinrichtung (7) in dem so gebildeten Bereich am Kathodenausgang (16) und/oder Anodenausgang (14) vorgesehen ist.
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