[发明专利]包括至少一个燃料电池的燃料电池系统

权利要求书

1.一种包括至少一个燃料电池的燃料电池系统(1)，该燃料电池包括阴极区和阳极区，所述燃料电池系统具有置换装置，该置换装置在一方面被向所述阴极区流动的进气空气流通过以及在另一方面被从所述阴极区释放的经使用的空气流通过，以及在所述置换装置内，热从所述进气空气流传递到所述经使用的空气流并且同时水蒸汽从所述经使用空气流传递到所述进气空气流，所述燃料电池系统具有压缩机，涡轮至少以支持方式驱动所述压缩机，所述涡轮被在所述置换装置下游的所述经使用的空气通过，以及所述燃料电池系统具有在所述涡轮上游的催化材料，向该催化材料输送含有燃料的气体，其特征在于，所述催化材料(13)在所述经使用的空气侧与所述置换装置(12)集成，其中，来自阳极区(4)的废气被输送到所述置换装置(12)的所述经使用的空气侧。

2.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，向所述置换装置(12)输送附加的燃料，特别是氢，作为含有燃料的气体。

3.根据权利要求1或2所述的燃料电池系统，其特征在于，所述催化材料(13)被以涂层的形式引入所述置换装置的所述经使用的空气侧。

4.根据权利要求1到3中任一项所述的燃料电池系统，其特征在于，所述置换装置(12)至少部分地具有蜂窝状结构。

5.根据权利要求1到4中任一项所述的燃料电池系统，其特征在于，所述置换装置(12)基本上被逆流通过，其中，所述催化材料(13)优选被设置在所述经使用的空气侧的这样的区域中，在该区域中所述经使用的空气从所述置换装置(12)流出以及所述进气空气流入所述置换装置(12)。

6.根据权利要求1到5中任一项所述的燃料电池系统，其特征在于，所述阳极区(4)被氢或含氢气体通过，其中，所述阳极区(4)的输出端被连接到所述置换装置(12)的在所述经使用的空气侧的输入端。

7.根据权利要求6所述的燃料电池系统，其特征在于，所述阳极区(4)由多个串联连接的段组成，沿所述阳极区(4)中的氢或含氢气体的流动方向，每个段的有效面积小于前面的段的有效面积。

8.根据权利要求1到5中任一项所述的燃料电池系统，其特征在于，所述阳极区(4)被氢通过，其中，所述阳极区(4)的输出端通过再循环管路(9)和输送装置(10)与所述阳极区(4)的输入端连接，其中，所述再循环管路(9)通过能够开关的阀门装置(11)与所述置换装置(12)的在所述经使用的空气侧的输入端连接。

9.根据权利要求5到8中任一项所述的燃料电池系统，其特征在于，热屏蔽具有所述催化材料(13)的区域与所述置换装置(12)的进气空气侧。

10.根据权利要求1到9中任一项所述的燃料电池系统，其特征在于，所述压缩机(6)由电机(17)驱动，其中，在所述涡轮(16)上功率过剩的情况下，所述涡轮(16)驱动发电机模式的所述电机(17)以产生电力。

11.根据权利要求1到10中任一项所述的装置的用途，其特征在于，所述装置被用于运输装置中以产生用于驱动所述运输装置和/或用于所述运输装置的辅助耗电器的电力。