High temperature fuel cell installation has high power density cell(s) for electro-chemical reaction of preheated air, as oxidant, with gaseous fuel

• Main Authors: POPPINGER, MANFRED, KLEINLEIN, WILHELM, GENENGER, BERND, ISE, MARTIN, WECHSLER, KLAUS, SIEBER, ROLF
• Format: Patent
• Language: English; German
• Published: 01.09.2005
• Edition: 7
• Subjects: BASIC ELECTRIC ELEMENTS; CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION ORPROCESSING OF GOODS; ELECTRICITY; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSIONOF CHEMICAL INTO ELECTRICAL ENERGY; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS; TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINSTCLIMATE CHANGE

High temperature fuel cell installation contains at least one HPD fuel cell (11) for electro-chemical reaction of preheated air, as oxidant, with gaseous fuel. There is at least one allocated recuperator (12) for heating of fresh air.Recuperator is integrated into HPD fuel cell. Both fuel cell and recuperator preferably form single component (10), typically of ceramics. Single component may have active coating in fuel cell region, and negative coating in recuperator region. Independent claims are included for the following: (i) supply of fluid materials for HPD fuel cells; and (ii) for manufacture of HPD fuel cells. Beim Stand der Technik werden Luft und Brenngas als fluide Betriebsmittel der Brennstoffzelle zugeführt, wobei bei der HPD-Brennstoffzelle die Luft in den Kanälen strömt und das Brenngas von außen der Kanalwandung mit den Funktionsbeschichtungen zugeführt wird. Die Luft dient dabei als Oxidans für die elektrochemische Reaktion des wasserstoffreichen Brenngases. Zur Luftanwärmung ist ein Wärmetauscher vorhanden. Gemäß der Erfindung ist ein Rekuperator als spezifischer Wärmetauscher mit der HPD-Brennstoffzelle integriert. Dabei wird die Luft in geeigneter Weise im Rekuperator teilweise innen und teilweise außen geführt, das die Zelle verlassende abgereicherte Brenngas in der Frischluft verbrannt und die Verbrennungsprodukte mit dieser der HPD-Brennstoffzelle angeboten. Vorteilhafterweise bilden Rekuperator und Brennstoffzelle ein einziges gemeinsames Bauteil aus einem aktiven Bereich mit Funktionsbeschichtung und einem inaktiven Bereich mit gasdichter Beschichtung. Die Herstellung des integrierten Rekuperators kann vorteilhafterweise mit der HPD-Brennstoffzelle abgestimmt, insbesondere gemeinsam in einem einzigen Verfahrensschritt, erfolgen.