FUEL CELL ARRANGEMENT

• Main Authors: FRANK, NADINE, HESS, CHRISTOPH, KARL, JUERGEN
• Format: Patent
• Language: English; French; German
• Published: 07.09.2007
• Subjects: BASIC ELECTRIC ELEMENTS; ELECTRICITY; PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSIONOF CHEMICAL INTO ELECTRICAL ENERGY

Eine Brennstoffzellenanordnung weist wenigstens eine gas- und flüssigkeitsdichte Brennstoffzellenhülle (40), innerhalb welcher eine Kathode, ein Elektrolyt und eine Anode der Brennstoffzelle (1; 100) sowie Strömungskanäle für Oxidationsmittel (18) und/oder Brenngas (22) angeordnet sind, und eine Einrichtung zur Regulierung der Betriebstemperatur der Brennstoffzelle, welche einen Wärmetauscherbehälter (34) umfasst, der die Brennstoffzellenhülle wenigstens teilweise umschließt, auf, wobei in dem Wärmetauscherbehälter ein Wärmetransportmedium (38) zirkuliert, das von der als Wärmetauscherfläche dienenden Brennstoffzellenhülle Abwärme der Brennstoffzelle aufnimmt. Hierdurch wird die Brennstoffzellenhülle von dem Wärmetransportmedium als Ganzes umströmt, was es ermöglicht, lokale Temperaturunterschiede auf einzelne Brennstoffzellen insbesondere im Bereich der Zuführung des Brenngases auszugleichen. Bevorzugt sind mehrere Brennstoffzellen mit Brennstoffzellenhülle in einem gemeinsamen Wärmetauscherbehälter angeordnet. Die Brennstoffzellen sind vorzugsweise rohrförmig und weist zwei Stirnseiten, eine sich zwischen diesen erstreckende Rohrwandung, sich hierin jeweils mantelförmig erstreckend eine Kathode und eine Anode mit einem Festelektrolyten dazwischen, einen inneren Strömungskanal für Oxidationsmittel oder Brenngas und einen äußeren, die Rohrwandung umgebenden Strömungskanal für Brenngas oder Oxidationsmittel auf. A fuel cell arrangement has at least one gas tight and liquid tight fuel cell casing (40) within which a cathode, an electrolyte and an anode of the fuel cell (1; 100) as well as flow channels for oxidant (18) and/or fuel gas (22) are arranged, and a device for regulating the operating temperature of the fuel cell, which comprises a heat exchanger container (34) which at least partially surrounds the fuel cell casing, with a heat transport medium (38) circulating in the heat exchanger container, and absorbing waste heat from the fuel cell, from the fuel cell casing that is used as a heat exchanger surface. This means that the heat transport medium flows around all of the fuel cell casing, which makes it possible to compensate for local temperature differences between individual fuel cells, in particular in the region in which the fuel gas is supplied. A plurality of fuel cells with one fuel cell casing are preferably arranged in a common heat exchanger container. The fuel cells are preferably tubular and have two end faces, a tubular wall extending between them and, in each case extending in the form of a casing therein, a cathode and an anode with a solid electrolyte between them, an inner flow channel for oxidant or fuel gas, and an outer flow channel, surrounding the tubular wall, for fuel gas or oxidant. L'invention concerne un système de cellules à combustible qui présente au moins une enveloppe (40) de cellules à combustible, étanche aux gaz et aux liquides et dans laquelle sont disposés une cathode, un électrolyte et une anode des cellules à combustible (1; 100) ainsi que des canaux d'écoulement pour un agent d'oxydation (18) et/ou un gaz combustible (22) et un dispositif de régulation de la température de fonctionnement de la cellule à combustible, qui comprend un récipient (34) d'échangeur de chaleur qui entoure au moins en partie l'enveloppe de la cellule à combustible. Un fluide caloporteur (38) qui reçoit la chaleur perdue de la cellule à combustible de l'enveloppe de cellule à combustible qui sert de surface d'échange de chaleur circule dans le récipient d'échangeur de chaleur. De ce fait, l'enveloppe de la cellule à combustible est balayée totalement par le fluide caloporteur, ce qui permet de compenser les différences locales de température des différentes cellules à combustible, en particulier dans la zone de l'amenée du gaz combustible. Plusieurs cellules à combustible sont de préférence disposées avec leur enveloppe de cellules à combustible dans un récipient commun d'échangeur de chaleur. Les cellules à combustible sont de préférence de forme tubulaire et présentent deux côtés frontaux, une paroi tubulaire qui s'étend entre ces côtés frontaux, une cathode et une anode qui s'y étendent respectivement en forme d'enveloppe, un électrolyte solide entre elles, un canal intérieur d'écoulement d'agent d'oxydation ou de gaz combustible et un canal extérieur d'écoulement de gaz combustible ou d'agent d'oxydation qui entoure la paroi tubulaire.