WO2008028441A2 - Brennstoffzellensystem und verfahren zum beeinflussen des wärme- und temperaturhaushaltes eines brennstoffzellenstapels - Google Patents

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    • Y02E60/50—Fuel cells

Definitions

  • the invention relates to a fuel cell system with a fuel cell stack and a device for supplying a medium for influencing the heat and temperature budget of the fuel cell stack.
  • the invention further relates to a method for influencing the heat and temperature balance of a fuel cell stack in a fuel cell system.
  • a fuel cell stack is a key component of a fuel cell system.
  • the fuel cell stack is supplied with a hydrogen-rich gas and air as the oxidizing agent. Under at least partial conversion of the substances, electrical energy and heat are generated.
  • the heat balance of a fuel cell stack plays an important role in the functioning of the system.
  • temperatures in the region of the fuel cell stack are at or above 800 ° C., which must be stabilized by means of a medium bypassing or flowing through the fuel cell stack.
  • a temperature is communicated to the cooling medium before entering the fuel cell stack, which has a certain difference to the desired operating temperature.
  • the volume flow of the cooling medium is adjusted.
  • the object of the invention is to provide a fuel line system and a method for influencing the heat and temperature balance of a fuel cell stack, in the context of which the temperature inhomogeneity in the fuel cell stack can be taken into account.
  • the invention is based on the generic fuel cell system in that the medium is a perpendicular to its flow direction variable temperature and / or volumetric flow profile can be mediated / are. This makes it possible to take temperature inhomogeneities in the fuel cell stack into account by cooling hotter areas more strongly than cooler areas.
  • the temperature and / or volumetric flow profile is adjusted cash is / are. Even without this adjustability can be done with knowledge of an expected temperature profile in the fuel cell stack, a useful temperature compensation. Due to the adjustability, it is additionally possible to react flexibly to the actual temperature conditions in the fuel cell stack. These can be determined, for example, by temperature sensors or the analysis of the individual cell voltages via their temperature dependence.
  • variable temperature and / or volumetric flow profile can be realized in such a way that a plurality of media guides are provided, which are suitable for guiding media with respectively different temperatures and / or volume flows.
  • media guides are provided, which are suitable for guiding media with respectively different temperatures and / or volume flows.
  • an outer tube carries warmer air than an inner tube, so that the air flowing out of the two tubes has an outwardly increasing temperature profile.
  • media guides with different flow resistances are provided for imparting a variable volume flow profile.
  • the media guides are realized with different flow resistance through channels in the fuel cell stack with different flow cross-sections.
  • the different media guides which have the effect according to the invention ⁇ _
  • the medium is the cathode feed to be supplied to the fuel cell stack.
  • any cooling medium can serve to bypass or flow through the fuel cell stack with a variable profile.
  • a separate cooling air system can be set up for this purpose.
  • the invention is based on the generic method in that a medium to be supplied to the fuel cell stack is conveyed perpendicular to its flow direction variable temperature and / or volumetric flow profile / are.
  • a medium to be supplied to the fuel cell stack is conveyed perpendicular to its flow direction variable temperature and / or volumetric flow profile / are.
  • This is developed in a particularly useful way by adjusting the temperature and / or volumetric flow profile as a function of the temperature profile of the fuel cell stack.
  • the temperature profile of the fuel cell stack to be supplied Medium is complementary to the temperature profile of the fuel cell stack.
  • volumetric flow profile of the medium to be supplied to the fuel cell stack is complementary to the temperature profile of the fuel cell stack, in the sense that areas of the fuel cell stack with lower temperatures are supplied with a lower volumetric flow than areas with higher temperatures.
  • the invention is developed in an advantageous manner by using the cathode feed to be supplied to the fuel cell stack as the medium.
  • Figure 1 is a schematic representation of a fuel cell system
  • Figure 2 is an illustration of a fuel cell stack, which is impinged by air with a variable temperature profile
  • Figure 3 is an illustration of the apparatus design for generating an air flow with a variable temperature profile.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a fuel cell system.
  • the fuel cell system comprises an NEN reformer 44, which are supplied via a fuel supply 32 and a fan 34 fuel or air.
  • NEN reformer 44 further fuel feeds and blowers can be provided, which allow a variable design of the reforming process.
  • the reformer 30 performs a catalytic reforming, which works solely on the basis of air as the oxidant.
  • the present invention is not limited thereto.
  • other oxidizing agents can be used, for example water.
  • a hydrogen-rich reformate 36 is generated, which is supplied to the anode side of a fuel cell stack 10.
  • the cathode side of the fuel cell stack 10 is supplied with cathode feed air via a cathode air blower 28.
  • exhaust cathode exhaust 38 and anode exhaust gas 40 leave the fuel cell stack 10.
  • the depleted reformate leaving the fuel cell stack as anode exhaust gas 40 is fed to an afterburner 12, into which air is further introduced as oxidant by a afterburner air blower 42.
  • the afterburner 12 may also be associated with a fuel supply. In the afterburner 12 takes place an oxidation reaction, so that ultimately preferably fully oxidized exhaust gas leaves the afterburner 12.
  • the exhaust gas 14 passes through a heat exchanger 16.
  • the heat exchanger 16 is preceded by a volume flow divider 30 in the flow direction of the Kathodenzuluft required by the cathode air blower 28.
  • This volume flow divider generates a first cathode feed fraction 18, which passes through the heat exchanger 16 and a second cathode air portion 20, which bypasses the heat exchanger 16.
  • Two temperature sensors 22, 24 are provided, wherein a first temperature sensor 22 measures the temperature of the cathode feed air, that is to say the temperature of the mixed together cathode air portions 18, 20. Another temperature sensor 24 measures the temperature of the cathode exhaust air 38.
  • the temperature sensors 22 24 supplied signals are supplied to a control unit 26, which influences the speed of the cathode air blower 28 and the setting of the volume flow divider 30.
  • the controller may perform other tasks, such as full control of the fuel cell system.
  • the one control circuit is based on the cathode inlet temperature measured by the temperature sensor 22, wherein the control variable used is the setting of the volume flow divider.
  • Another control loop can operate on the basis of the cathode exhaust air temperature measured by the temperature sensor 24, the rotational speed of the cathode air blower 28 being used here as the manipulated variable. It is also possible to operate the control circuit using the rotational speed of the cathode air blower 28 on the basis of the temperature difference between the cathode exhaust air temperature sensors 22, 24 and the cathode exhaust air. In any case, compared to conventional systems of the
  • FIG. 2 shows an illustration of a fuel cell stack which is impinged by air with a variable temperature profile.
  • the fuel cell stack 10 has a temperature profile of, for example, 950 0 C in the center, while in the outer areas only 850 0 C are present.
  • the inflowing air has a lower temperature of 700 ° C. in its central region than in the outer region, where, for example, 800 ° C. prevail.
  • the temperature of the fuel cell stack is homogenized in this way, which is recognizable by the fact that the air emerging from the fuel cell stack will have a comparatively homogeneous temperature distribution of, for example, approximately 850 ° C.
  • FIG. 3 shows an illustration of the apparatus design for generating an air flow with a variable temperature profile.
  • a tube 100 may be disposed with cooler air within a tube 102 of warmer air.
  • the air leaving the pipe system then has the desired temperature profile.
  • the air streams with different temperatures can be formed, for example, by the different cathode air fractions. It is also possible to vary the heat transfer surfaces between the tubes (100, 102) arranged inside one another, so that even more complex temperature gradients can be represented.
  • the tube-in-tube design can also serve to represent different volume flows at different radial positions. Likewise, the influence of the volume flow in the fuel cell stack 10 can be displaced, since air ducts with different cross sections are realized here.
  • thermomechanical stresses of the fuel cell stack occurring due to temperature inhomogeneities decrease.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Brennstoffzellensystem mit einem Brennstoffzellenstapel (10) und einer Einrichtung zum Zuführen eines Mediums zum Beeinflussen des Wärme- und Temperaturhaushaltes des Brennstoffzellenstapels. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass dem Medium ein senkrecht zu dessen Strömungsrichtung variables Temperatur- und/oder Volumenstromprofil vermittelbar ist/sind. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Beeinflussen des Wärme- und Temperaturhaushaltes eines Brennstoffzellenstapels.

Description

Brennstoffzellensystem und Verfahren zum Beeinflussen des Wärme- und Temperaturhaushaltes eines Brennstoffzellenstapels
Die Erfindung betrifft ein BrennstoffZeilensystem mit einem Brennstoffzellenstapel und einer Einrichtung zum Zuführen eines Mediums zum Beeinflussen des Wärme- und Temperaturhaushaltes des Brennstoffzellenstapels .
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Beeinflussen des Wärme- und Temperaturhaushaltes eines Brennstoffzellenstapels in einem Brennstoffzellensystem.
Ein Brennstoffzellenstapel ist eine zentrale Komponente eines Brennstoffzellensystems . Dem Brennstoffzellenstapel werden ein Wasserstoffreiches Gas und Luft als Oxidations- mittel zugeführt. Unter zumindest teilweiser Umsetzung der Substanzen werden elektrische Energie und Wärme erzeugt . Der Wärmehaushalt eines Brennstoffzellenstapels spielt für die Funktionsfähigkeit des Systems eine wichtige Rolle. Insbesondere bei SOFC-BrennstoffZellen ("Solid Oxide Fuel Cell") liegen Temperaturen im Bereich des Brennstoffzellenstapels bei von 800 0C oder darüber vor, die mittels eines den Brennstoffzellenstapel um- oder durchströmenden Mediums stabilisiert werden müssen. Zu diesem Zweck wird dem Kühlmedium vor dem Eintritt in den Brennstoffzellenstapel eine Temperatur vermittelt, die eine gewisse Differenz zur angestrebten Betriebstemperatur aufweist. In Abhängigkeit der im Brennstoffzellenstapel erzeugten Verlustleistung wird der Volumenstrom des Kühlmediums eingestellt. Dies kann durch die Regelung der Drehzahl eines Kathodenluftgebläses erfolgen. Problematisch an diesen herkömmlichen Systemen ist, dass keine Temperaturinhomogen!täten im BrennstoffZellenstapel berücksichtigt werden können. Es kann nur die integral über den Brennstoffzellenstapel ermittelte Temperatur für die Regelung berücksichtigt werden. Lokale Überhitzungen bzw. lokale unerwünschte Abkühlungen des Brennstoffzellenstapels können somit nicht immer vermieden werden, was sich negativ auf die Leistungsfähigkeit des Brennstoffzellenstapels und des Gesamtsystems auswirkt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Brennstoff- Zeilensystem und ein Verfahren zum Beeinflussen des Wärme- und Temperaturhaushaltes eines Brennstoffzellenstapels zur Verfügung zu stellen, in deren Rahmen die Temperaturinhomo- genität im Brennstoffzellenstapel berücksichtigt werden können.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der unabhängigen An- sprüche gelöst.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Die Erfindung baut auf dem gattungsgemäßen Brennstoffzel- lensystem dadurch auf, dass dem Medium ein senkrecht zu dessen Strömungsrichtung variables Temperatur- und/oder Volumenstromprofil vermittelbar ist/sind. Hierdurch ist es möglich, Temperaturinhomogenitäten im Brennstoffzellensta- pel zu berücksichtigen, indem heißere Bereiche stärker gekühlt werden als kühlere Bereiche.
In diesem Zusammenhang ist es insbesondere von Vorteil, dass das Temperatur- und/oder Volumenstromprofil einstell- bar ist/sind. Auch ohne diese Einstellbarkeit kann bei Kenntnis eines zu erwartenden Temperaturprofils im Brennstoffzellenstapel ein nützlicher Temperaturausgleich erfolgen. Durch die Einstellbarkeit kann zusätzlich flexibel auf die tatsächlichen Temperaturverhältnisse im Brennstoffzellenstapel reagiert werden. Diese können beispielsweise durch Temperatursensoren oder die Analyse der einzelnen Zellenspannungen über deren Temperaturabhängigkeit ermittelt werden.
Die Erzeugung des variablen Temperatur- und/oder Volumenstromprofils kann so realisiert sein, dass mehrere Medienführungen vorgesehen sind, die geeignet sind, Medien mit jeweils unterschiedlichen Temperaturen und/oder Volumen- strömen zu führen. Beispielsweise führt ein äußeres Rohr wärmere Luft als ein inneres Rohr, so dass die aus den beiden Rohren ausströmende Luft ein nach außen hin ansteigendes Temperaturprofil aufweist.
Dies kann insbesondere dadurch realisiert sein, dass zur Vermittlung eines variablen Temperaturprofils den Medienführungen jeweils Medien mit unterschiedlichen Temperaturen zuführbar sind.
Weiterhin ist nützlicherweise vorgesehen, dass zur Vermittlung eines variablen Volumenstromprofils Medienführungen mit unterschiedlichen Strömungswiderständen vorgesehen sind.
In diesem Zusammenhang kann nützlich sein, dass die Medienführungen mit unterschiedlichen Strömungswiderständen durch Kanäle im Brennstoffzellenstapel mit unterschiedlichen Strömungsquerschnitten realisiert sind. Die unterschiedlichen Medienführungen, die den erfindungsgemäßen Effekt be- ^ _
wirken, müssen dem Brennstoffzellenstapel somit nicht vorgelagert sein. Vielmehr kann auch vorgesehen sein, das variable Volumenstromprofil durch die Variabilität von Strömungsquerschnitten im Brennstoffzellenstapel zu erzeugen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Medium die dem Brennstoffzellenstapel zuzuführende Kathodenzuluft ist. Grundsätzlich kann jegliches Kühlmedium dazu dienen, den Brennstoffzellensta- pel mit variablem Profil zu um- oder durchströmen. Insbesondere kann eine separate Kühlluftanlage hierfür eingerichtet sein. Es ist aber auch möglich, die Kathodenzuluft, die in dem Brennstoffzellenstapel als Prozessluft benötigt wird, zusätzlich zum Zwecke der Kühlung zu verwenden. In diesem Fall kann eine separate Kühleinrichtung entfallen.
Die Erfindung baut auf dem gattungsgemäßen Verfahren dadurch auf, dass einem dem Brennstoffzellenstapel zuzuführenden Medium ein senkrecht zu dessen Strömungsrichtung va- riables Temperatur- und/oder Volumenstromprofil vermittelt wird/werden. Auf diese Weise werden die Vorteile und Besonderheiten des erfindungsgemäßen Brennstoffzellensystems auch im Rahmen eines Verfahrens umgesetzt. Dies gilt auch für die nachfolgend angegebenen besonders vorteilhaften Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Dieses ist in besonders nützlicher Weise dadurch weitergebildet, dass das Temperatur- und/oder Volumenstromprofil in Abhängigkeit des Temperaturprofils des Brennstoffzellensta- pels eingestellt wird/werden.
Weiterhin ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass das Temperaturprofil des dem Brennstoffzellenstapel zuzuführenden Mediums zu dem Temperaturprofil des Brennstoffzellenstapels komplementär ist .
Ebenfalls kann vorgesehen sein, dass das Volumenstromprofil des dem Brennstoffzellenstapel zuzuführenden Mediums zu dem Temperaturprofil des Brennstoffzellenstapels komplementär ist, in dem Sinne, dass Bereichen des Brennstoffzellenstapels mit niedrigeren Temperaturen ein geringerer Volumenstrom zugeführt wird als Bereichen mit höheren Temperatu- ren.
Die Erfindung ist in vorteilhafter Weise dadurch weitergebildet, dass als Medium die dem Brennstoffzellenstapel zuzuführende Kathodenzuluft verwendet wird.
Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen anhand besonders bevorzugter Ausführungsformen beispielhaft erläutert .
Es zeigen:
Figur 1 eine schematische Darstellung eines Brennstoffzellensystems ;
Figur 2 eine Veranschaulichung eines Brennstoffzellenstapels, der von Luft mit variablem Temperaturprofil angeströmt wird und
Figur 3 eine Veranschaulichung der apparativen Auslegung zur Erzeugung eines Luftstroms mit variablem Temperaturprofil .
Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Brennstoffzellensystems . Das BrennstoffZellensystem umfasst ei- nen Reformer 44, dem über eine BrennstoffZuführung 32 und ein Gebläse 34 Brennstoff beziehungsweise Luft zugeführt werden. Neben der dargestellten BrennstoffZuführung beziehungsweise dem dargestellten Gebläse 34 können weitere BrennstoffZuführungen und Gebläse vorgesehen sein, die eine variable Gestaltung des Reformierungsprozesses erlauben. Im vorliegenden Beispiel wird durch den Reformer 30 eine kata- lytische Reformierung durchgeführt, die allein auf der Grundlage von Luft als Oxidationsmittel arbeitet . Die vor- liegende Erfindung ist hierauf jedoch nicht beschränkt. E- benfalls können andere Oxidationsmittel zum Einsatz kommen, beispielsweise Wasser. In dem Reformer 44 wird ein Wasserstoffreiches Reformat 36 erzeugt, das der Anodenseite eines Brennstoffzellenstapels 10 zugeführt wird. Der Kathodensei- te des Brennstoffzellenstapels 10 wird über ein Kathoden- luftgebläse 28 Kathodenzuluft zugeführt. Ausgangsseitig verlassen Kathodenabluft 38 und Anodenabgas 40 den Brennstoffzellenstapel 10. Das als Anodenabgas 40 den Brennstoffzellenstapel verlassenden abgereicherte Reformat wird einem Nachbrenner 12 zugeführt, in den durch ein Nachbren- nerluftgebläse 42 weiterhin Luft als Oxidationsmittel eingebracht wird. Dem Nachbrenner 12 kann ebenfalls noch eine BrennstoffZuführung zugeordnet sein. In dem Nachbrenner 12 findet eine Oxidationsreaktion statt, so dass letztlich vorzugsweise vollständig oxidiertes Abgas den Nachbrenner 12 verlässt. Das Abgas 14 tritt durch einen Wärmetauscher 16 hindurch. Dem Wärmetauscher 16 ist in Strömungsrichtung der von dem Kathodenluftgebläse 28 erforderten Kathodenzuluft ein Volumenstromteiler 30 vorgelagert. Dieser Volumen- Stromteiler erzeugt einen ersten Kathodenzuluftanteil 18, der durch den Wärmetauscher 16 hindurch tritt und einen zweiten Kathodenluftanteil 20, der den Wärmetauscher 16 umgeht . Vor dem Eintritt der Kathodenzuluft in den Brennstoffzellenstapel 10 werden die Kathodenluftanteile 18, 20 _
gemischt. Es sind zwei Temperatursensoren 22, 24 vorgesehen, wobei ein erster Temperatursensor 22 die Temperatur der Kathodenzuluft misst, das heißt die Temperatur der miteinander vermischten Kathodenluftanteile 18, 20. Ein weite- rer Temperatursensor 24 misst die Temperatur der Kathodenabluft 38. Die von den Temperatursensoren 22, 24 gelieferten Signale werden einem Steuergerät 26 zugeführt, das die Drehzahl des Kathodenluftgebläses 28 und die Einstellung des Volumenstromteilers 30 beeinflusst. Das Steuergerät kann andere Aufgaben übernehmen, beispielsweise die vollständige Steuerung des BrennstoffZellensystems .
Durch die so vorliegende Anordnung können zwei Regelkreise realisiert werden. Der eine Regelkreis beruht auf der von der Temperatursensor 22 gemessene Kathodenzulufttemperatur, wobei als Stellgröße die Einstellung des Volumenstromteilers dient . Ein weiterer Regelkreis kann auf der Grundlage der von der Temperatursensor 24 gemessene Kathodenabluft- temperatur arbeiten, wobei hier als Stellgröße die Drehzahl des Kathodenluftgebläses 28 verwendet wird. Ebenfalls ist möglich, den die Drehzahl des Kathodenluftgebläses 28 verwendenden Regelkreis auf der Grundlage der Temperaturdifferenz zwischen den Temperatursensoren 22, 24 für die Kathodenzuluft und die Kathodenabluft zu betreiben. In jedem Fall stehen im Vergleich zu herkömmlichen Systemen des
Standes der Technik, bei denen gewöhnlich eine Regelung der Kathodenluftmenge auf der Grundlage der Kathodenablufttemperatur erfolgt, zusätzliche Möglichkeiten zur Verfügung, um den Betrieb des Brennstoffzellensystems zu beeinflussen, insbesondere im Hinblick auf den Wärme- und Temperaturhaushalt des Brennstoffzellenstapels 10.
Mit dem in Figur 1 realisierten System wird eine Homogenisierung des Temperaturprofils im Brennstoffzellenstapel er- reicht, die alternativ oder zusätzlich zu den nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung nützlich eingesetzt werden kann.
Figur 2 zeigt eine Veranschaulichung eines Brennstoffzel- lenstapels, der von Luft mit variablem Temperaturprofil angeströmt wird. Im vorliegenden Beispiel hat der Brennstoff- Zellenstapel 10 ein Temperaturprofil von beispielsweise 950 0C im Zentrum, während in den Außenbereichen nur 850 0C vorliegen. Komplementär hierzu hat die anströmende Luft in ihrem zentralen Bereich eine niedrigere Temperatur von 700 0C als im Außenbereich, wo beispielsweise 800 0C herrschen. Im Ergebnis wird die Temperatur des BrennstoffZellenstapels auf diese Weise homogenisiert, was daran erkennbar ist, dass die aus dem Brennstoffzellenstapel austretende Luft eine vergleichsweise homogene Temperaturverteilung von beispielsweise ca. 850 0C haben wird.
Figur 3 zeigt eine Veranschaulichung der apparativen Ausle- gung zur Erzeugung eines Luftstroms mit variablem Temperaturprofil. Hier ist zusätzlich zu der Darstellung gemäß Figur 2 gezeigt, wie ein Luftstrom mit variablem Temperaturprofil erzeugt werden kann. Beispielsweise kann ein Rohr 100 mit kühlerer Luft innerhalb eines Rohrs 102 mit wärme- rer Luft angeordnet sein. Die aus dem Rohrsystem austretende Luft hat dann das erwünschte Temperaturprofil. Mit Bezug auf das Brennstoffzellensystem gemäß Figur 1 können die Luftströme mit verschiedenen Temperaturen beispielsweise durch die verschiedenen Kathodenluftanteile gebildet sein. Es ist weiterhin möglich, die Wärmeübertragungsflächen zwischen den ineinander angeordneten Rohren (100, 102) zu variieren, so dass sich auch komplexere Temperaturgradienten darstellen lassen. _ _
Die Rohr-in-Rohr-Konstruktion kann auch zur Darstellung verschiedener Volumenströme an verschiedenen radialen Positionen dienen. Ebenfalls kann die Beeinflussung des Volumenstroms in den Brennstoffzellenstapel 10 verlagert wer- den, indem hier Luftführungen mit unterschiedlichen Querschnitten realisiert sind.
Auf der Grundlage der vorliegenden Erfindung gelingt es somit, das Temperaturprofil im Brennstoffzellenstapel zu ho- mogenisieren, wodurch ein leistungsstärkerer Brennstoffzellenstapel zur Verfügung gestellt wird. Als weiterer positiver Effekt sinken die aufgrund von Temperaturinhomogenitäten auftretenden thermomechanischen Beanspruchungen des Brennstoffzellenstapels .
Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.
Bezugszeichenliste :
10 Brennstoffzellenstapel
12 Nachbrenner
14 Abgasführung/Abgas
16 Wärmetauscher
18 Kathodenzuluftanteil
20 zweiter Kathodenluftanteil
22 Temperatursensor
24 Temperatursensor
26 Steuergerät
28 Kathodenluftgebläse
30 Volumenstromtei1er
32 BrennstoffZuführung
34 Gebläse
36 Reformat
38 Kathodenabluft
40 Anodenabgas
42 Nachbrennerluftgebläse
44 Reformer
100 Rohr
102 Rohr

Claims

ANSPRUCHE
1. Brennstoffzellensystem mit einem Brennstoffzellensta- pel (10) und einer Einrichtung zum Zuführen eines Mediums zum Beeinflussen des Wärme- und Temperaturhaushaltes des Brennstoffzellenstapels, dadurch gekennzeichnet, dass dem Medium ein senkrecht zu dessen Strömungsrichtung variables Temperatur- und/oder Volumenstromprofil vermittelbar ist/sind.
2. Brennstoffzellensystem nach Anspruch 1, dadurch ge- kennzeichnet, dass das Temperatur- und/oder Volumenstrom- profil einstellbar ist/sind.
3. Brennstoffzellensystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Medienführungen vorgesehen sind, die geeignet sind, Medien mit jeweils unterschiedlichen Temperaturen und/oder Volumenströmen zu führen.
4. Brennstoffzellensystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Vermittlung eines variablen Tempera- turprofils den Medienführungen jeweils Medien mit unterschiedlichen Temperaturen zuführbar sind.
5. Brennstoffzellensystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Vermittlung eines variablen Volumen- Stromprofils Medienführungen mit unterschiedlichen Strömungswiderständen vorgesehen sind.
6. Brennstoffzellensystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Medienführungen mit unterschiedli- chen Strömungswiderständen, durch Kanäle im Brennstoffzel- lenstapel mit unterschiedlichen Strömungsquerschnitten realisiert sind.
7. Brennstoffzellensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Medium die dem Brennstoffzellenstapel zuzuführende Kathodenzuluft ist.
8. Verfahren zum Beeinflussen des Wärme- und Temperatur- haushaltes eines Brennstoffzellenstapels (10) in einem
Brennstoffzellensystem, dadurch gekennzeichnet, dass einem dem Brennstoffzellenstapel (10) zuzuführenden Medium ein senkrecht zu dessen Strömungsrichtung variables Temperatur- und/oder Volumenstromprofil vermittelt wird/werden.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Temperatur- und/oder Volumenstromprofil in Abhängigkeit des Temperaturprofils des Brennstoffzellenstapels (10) eingestellt wird/werden.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Temperaturprofil des dem Brennstoffzellenstapel (10) zuzuführenden Mediums zu dem Temperaturprofil des Brennstoffzellenstapels komplementär ist.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Volumenstromprofil des dem Brennstoffzellenstapel (10) zuzuführenden Mediums zu dem Temperaturprofil des Brennstoffzellenstapels komplementär ist, in dem Sinne, dass Bereichen des Brennstoffzellenstapels mit niedrigeren Temperaturen ein geringerer Volumenstrom zugeführt wird als Bereichen mit höheren Temperaturen. _
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Medium die dem Brennstoff- zellenstapel zuzuführende Kathodenzuluft verwendet wird.
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