FR2870640A1 - DEVICE AND METHOD FOR HYDROGEN SUPPLYING A COMBUSTIBLE BATTERY ONBOARD IN A VEHICLE - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un dispositif d'alimentation en hydrogène d'une pile à combustible embarquée dans un véhicule équipé d'un moyen de reformage (2) transformant un carburant stocké dans un réservoir à carburant (1) en un reformât riche en hydrogène et destiné à alimenté une pile à combustible (5) alimentée d'une part en hydrogène issu du moyen de reformage (2) à son anode (4) et d'autre part en oxygène de l'air fournit à sa cathode (3), l'air alimentant la pile (3) étant comprimé par un moyen de compression (3) comprimant l'air pour l'ensemble dudit dispositif, ledit moyen de reformage (2) recevant de l'énergie thermique d'un moyen de chauffage (7), caractérisé en ce que le dispositif comporte en plus un moyen de stockage (6) de l'hydrogène issu de l'anode (4) et non consommé par la pile (5), et des moyens de régulation (18), (19) et (20) situés en aval de l'anode (4) et pilotés par un organe de commande (8) destiné à réguler le débit d'hydrogène non consommé en sorite anodique (4) alimentant le moyen de chauffage (7).The invention relates to a device for supplying hydrogen to a fuel cell on board a vehicle equipped with a reforming means (2) transforming a fuel stored in a fuel tank (1) into a reformate rich in hydrogen and for supplying a fuel cell (5) fed on the one hand with hydrogen from the reforming means (2) to its anode (4) and on the other hand with oxygen from the air supplied to its cathode (3), the air supplying the battery (3) being compressed by a compression means (3) compressing the air for the whole of said device, said reforming means (2) receiving thermal energy from a heating means ( 7), characterized in that the device further comprises a means (6) for storing hydrogen from the anode (4) and not consumed by the battery (5), and regulating means (18), (19) and (20) located downstream of the anode (4) and controlled by a control member (8) for regulating the flow of hydrogen no n consumed anodic outlet (4) supplying the heating means (7).
Description
ii
Dispositif et procédé d'alimentation en hydrogène d'une pile à combustible embarquée dans un véhicule La présente invention est relative aux piles à combustible et en particulier à un dispositif d'alimentation en hydrogène d'une telle pile à combustible embarquée à bord d'un véhicule. The present invention relates to fuel cells and in particular to a device for supplying hydrogen to such a fuel cell onboard a fuel cell. a vehicle.
Les piles à combustible permettent d'obtenir de l'énergie électrique sous forme d'un courant continu à partir d'un combustible, notamment l'hydrogène, et d'un comburant, l'oxygène. La particularité de ces piles par rapport aux autres générateurs électrochimiques est l'alimentation continue en combustible, et donc en hydrogène. Les matières actives ne sont pas stockées dans les électrodes mais fournies continûment pendant toute la durée du fonctionnement de la pile. Fuel cells make it possible to obtain electrical energy in the form of a direct current from a fuel, in particular hydrogen, and an oxidant, oxygen. The peculiarity of these batteries compared to other electrochemical generators is the continuous supply of fuel, and therefore hydrogen. The active ingredients are not stored in the electrodes but are supplied continuously during the entire operation of the battery.
Pour un véhicule fonctionnant avec un système de traction ou un module de puissance à pile à combustible, la présence d'un reformeur permet l'utilisation d'un carburant liquide classique (par exemple le méthanol ou l'essence), facilement stockable dans le véhicule et facilement utilisable dans un système classique de distribution de carburant. Ce carburant est transformé dans le reformeur qui produit un reformât riche en hydrogène. L'hydrogène alimente ensuite la pile à combustible qui délivre un courant électrique permettant d'assurer avec la batterie la propulsion du véhicule par l'intermédiaire d'un moteur électrique. For a vehicle operating with a traction system or a fuel cell power module, the presence of a reformer allows the use of a conventional liquid fuel (eg methanol or gasoline), easily storable in the vehicle and easily used in a conventional fuel distribution system. This fuel is converted into the reformer which produces a hydrogen rich reformate. The hydrogen then feeds the fuel cell which delivers an electric current to ensure with the battery the propulsion of the vehicle through an electric motor.
Afin de fonctionner le reformeur a besoin de chaleur pour conserver sa température de fonctionnement sensiblement constante lors de son utilisation. En effet, la réaction qui se déroule dans un reformeur est endothermique, c'est pourquoi il faut compenser cette carence en énergie thermique pour que la réaction chimique se déroule dans des conditions idéales de PJ 3502 YK température. Pour répondre à ce besoin énergétique, le reformeur est associé à un brûleur qui lui fournit l'énergie thermique nécessaire à son fonctionnement. Ce brûleur est généralement situé en sortie anodique d'une pile à combustible s et est alors alimenté par l'hydrogène non consommé lors de la réaction chimique qui se déroule dans la pile à combustible. La consommation en hydrogène du brûleur associé au reformeur doit être réduite au minimum de façon à optimiser le rendement du système. In order to operate the reformer needs heat to keep its operating temperature substantially constant during use. Indeed, the reaction that takes place in a reformer is endothermic, so it is necessary to compensate for this lack of thermal energy for the chemical reaction to proceed under ideal conditions of PJ 3502 YK temperature. To meet this energy requirement, the reformer is associated with a burner that provides the thermal energy necessary for its operation. This burner is usually located at the anode outlet of a fuel cell s and is then fed with the hydrogen not consumed during the chemical reaction that takes place in the fuel cell. The hydrogen consumption of the burner associated with the reformer must be minimized so as to optimize the efficiency of the system.
l0 Cependant, l'inconvénient lié à la réutilisation de l'hydrogène non consommé par la pile à combustible en sortie anodique, est que les quantités réutilisées varient selon les phases de fonctionnement de la pile à combustible. En effet, il existe des phases de fonctionnement pour lesquelles la chaleur ls issue de la combustion de l'hydrogène sortant du stack est trop importante en regard des besoins thermiques du reformeur entraînant un gaspillage de l'énergie thermique. Il existe en outre des phases de fonctionnement pour lesquelles la chaleur issue de la combustion de l'hydrogène sortant de l'empilement des cellules qui composent la pile est insuffisante en regard des besoins thermiques du reformeur. En conséquence, le brûleur ne transforme pas continûment ni constamment l'énergie thermique dont le reformeur a besoin pour fournir un reformât suffisamment riche en hydrogène et nécessaire au bon fonctionnement de la pile à combustible. However, the drawback associated with the reuse of the hydrogen not consumed by the fuel cell at the anode outlet is that the reused quantities vary according to the operating phases of the fuel cell. Indeed, there are operating phases for which the heat ls resulting from the combustion of the hydrogen leaving the stack is too large compared to the thermal needs of the reformer causing a waste of thermal energy. There are also operating phases for which the heat resulting from the combustion of hydrogen leaving the stack of the cells that make up the cell is insufficient compared with the thermal needs of the reformer. As a result, the burner does not continuously or continuously transform the thermal energy that the reformer needs to provide a reformate sufficiently rich in hydrogen and necessary for the proper functioning of the fuel cell.
Pour palier ces inconvénients lorsque le brûleur ne fournit pas assez d'énergie thermique au reformeur, il est connu d'augmenter la production d'hydrogène par le. reformeur afin d'alimenter le brûleur en quantité d'hydrogène plus importante de façon à récupérer plus d'énergie thermique. Cependant, une telle modification du fonctionnement du dispositif d'alimentation en hydrogène du système pile à combustible provoque une diminution du rendement du système. To overcome these disadvantages when the burner does not provide enough thermal energy to the reformer, it is known to increase the production of hydrogen by the. reformer in order to supply the burner with a larger quantity of hydrogen so as to recover more thermal energy. However, such a change in the operation of the hydrogen fuel system of the fuel cell system causes a decrease in the efficiency of the system.
PJ 3502 YK Il est en outre connu de compléter la carence en hydrogène recirculé du brûleur en y injectant directement du carburant liquide stocké dans le réservoir pour produire plus de chaleur. Les inconvénients liés à ce type d'architecture sont qu'il s faut d'une part implanter un brûleur bi-carburant dans le système et d'autre part stabiliser la combustion et l'injection multi-carburant. PJ 3502 YK It is further known to supplement the recirculated hydrogen deficiency of the burner by injecting directly liquid fuel stored in the tank to produce more heat. The disadvantages associated with this type of architecture are that it is necessary firstly to implement a dual-fuel burner in the system and secondly to stabilize combustion and multi-fuel injection.
Le document US-20020177020 présente un dispositif utilisant le principe de la recirculation de l'hydrogène non io consommé en sortie anodique. Le dispositif décrit en outre un dispositif avec reformeur essence dans lequel un stockage d'hydrogène est inclus. Ce stockage d'hydrogène est uniquement destiné pour la phase de démarrage du système pile à combustible pendant laquelle le reformeur monte en température et ne peut fournir le reformât pour le fonctionnement de la pile. US-20020177020 discloses a device using the principle of the recirculation of hydrogen not consumed at the anode outlet. The device further describes a gasoline reformer device in which a hydrogen storage is included. This hydrogen storage is only intended for the starting phase of the fuel cell system during which the reformer rises in temperature and can not provide reformat for the operation of the battery.
L'objet de la présente invention est de fournir un dispositif d'alimentation en hydrogène amélioré d'une pile à combustible embarquée dans un véhicule en augmentant le rendement du système pile à combustible et en optimisant l'utilisation de l'hydrogène dans ce système. The object of the present invention is to provide an improved hydrogen supply device for a vehicle fuel cell by increasing the efficiency of the fuel cell system and optimizing the use of hydrogen in this system. .
La présente invention concerne donc un dispositif d'alimentation en hydrogène d'une pile à combustible embarquée dans un véhicule équipé d'un moyen de reformage transformant un carburant stocké dans un réservoir à carburant en un reformât riche en hydrogène et destiné à alimenté une pile à combustible alimentée d'une part en hydrogène issu du moyen de reformage à son anode et d'autre part en oxygène de l'air fournit à sa cathode, l'air alimentant la pile étant comprimé par un moyen de compression comprimant l'air pour l'ensemble dudit dispositif, ledit moyen de reformage recevant de l'énergie thermique d'un moyen de chauffage, caractérisé en ce que ledit dispositif comporte en plus un moyen de stockage de l'hydrogène issu de l'anode et non consommé par la pile, et des moyens de régulation situés en aval de l'anode et pilotés par un organe de PJ 3502 YK commande destiné à réguler le débit d'hydrogène non consommé à la sortie a de l'anode alimentant le moyen de chauffage. The present invention therefore relates to a device for supplying hydrogen to a fuel cell on board a vehicle equipped with a reforming means transforming a fuel stored in a fuel tank into a hydrogen-rich reformate and intended to feed a battery. fuel fed on the one hand with hydrogen from the reforming means at its anode and on the other hand with oxygen from the air supplied to its cathode, the air supplying the cell being compressed by a compression means compressing the air for the assembly of said device, said reforming means receiving thermal energy from a heating means, characterized in that said device further comprises means for storing hydrogen from the anode and not consumed by the battery, and regulating means located downstream of the anode and controlled by a PJ 3502 YK control member intended to regulate the flow of hydrogen not consumed at the outlet a of the anode supplying the heating means.
Ainsi, la présente invention permet d'optimiser les quantités d'hydrogène à fournir au brûleur pour répondre de façon permanente aux besoins en énergie thermique du reformeur. L'ajout d'un système de régulation et d'un moyen de stockage offre la possibilité de d'améliorer la réutilisation de l'hydrogène dans le système pile à combustible en augmentant son rendement. Thus, the present invention makes it possible to optimize the quantities of hydrogen to be supplied to the burner in order to permanently meet the thermal energy requirements of the reformer. The addition of a control system and storage means provides the opportunity to improve the reuse of hydrogen in the fuel cell system by increasing its efficiency.
De préférence, le dispositif d'alimentation en hydrogène d'une pile à combustible selon l'invention présente encore les caractéristiques suivantes: - le moyen de stockage de l'hydrogène issu de l'anode et non consommé par la pile est un réservoir tampon destiné d'une is part à recevoir l'hydrogène excédentaire lorsque les quantités d'hydrogène sortant de la pile sont supérieures à une valeur prédéterminée traduisant les besoins en énergie thermique du reformeur et d'autre part à alimenter le brûleur en hydrogène lorsque les quantités d'hydrogène sortant de la pile sont inférieures à ladite valeur prédéterminée traduisant les besoins en énergie thermique du reformeur; - le réservoir tampon est situé en aval de la sortie de l'anode de la pile à combustible et alimenté en hydrogène non consommé par ladite pile par une canalisation; - les moyens de régulation situés en aval de l'anode sont constitués d'une première vanne située en amont du réservoir tampon sur la canalisation, d'une deuxième vanne située sur la canalisation de dérivation et d'une troisième vanne en aval du réservoir tampon sur la canalisation, l'ensemble des vannes étant destiné à alimenter le brûleur en hydrogène non consommé issu de l'anode en débit constant en fonction des quantités d'hydrogène non consommé recueillies; - l'organe de commande destiné à réguler le débit d'hydrogène non consommé en sortie d'anode alimentant le PJ 3502 YK moyen de chauffage est relié à l'ensemble des vannes et au brûleur de façon à fournir la quantité d'hydrogène nécessaire pour atteindre la valeur prédéterminée traduisant les besoins d'énergie thermique du reformeur; - le dispositif comporte en plus un moyen d'enrichissement en hydrogène comportant une membrane à base de palladium et/ou de polymère permettant d'enrichir le flux issu d'une sortie anodique en hydrogène et situé en amont du réservoir tampon de façon à réduire la taille dudit réservoir io tampon. Preferably, the hydrogen supply device of a fuel cell according to the invention still has the following characteristics: the means for storing hydrogen from the anode and not consumed by the battery is a buffer tank intended to receive excess hydrogen when the quantities of hydrogen leaving the stack are greater than a predetermined value reflecting the thermal energy requirements of the reformer and secondly to supply the burner with hydrogen when the quantities hydrogen output from the stack are lower than said predetermined value reflecting the thermal energy requirements of the reformer; - The buffer tank is located downstream of the anode outlet of the fuel cell and supplied with hydrogen not consumed by said stack by a pipe; the regulation means situated downstream of the anode consist of a first valve located upstream of the buffer reservoir on the pipe, a second valve located on the bypass pipe and a third valve downstream of the tank; buffer on the pipe, the set of valves being intended to supply the burner with unconsumed hydrogen from the anode in a constant flow rate as a function of the quantities of unrecovered hydrogen collected; the control member intended to regulate the flow rate of hydrogen that is not consumed at the anode outlet supplying the PJ 3502 YK heating means is connected to all the valves and to the burner so as to supply the quantity of hydrogen required to reach the predetermined value reflecting the thermal energy requirements of the reformer; the device also comprises a hydrogen enrichment means comprising a palladium-based and / or polymer-based membrane making it possible to enrich the flow resulting from an anode outflow in hydrogen and situated upstream of the buffer reservoir so as to reduce the size of said buffer tank.
La présente invention concerne en outre un procédé d'alimentation en hydrogène d'une pile à combustible embarquée dans un véhicule équipé d'un moyen de reformage transformant un carburant stocké dans un réservoir à carburant en un reformât riche en hydrogène et destiné à alimenté une pile à combustible alimentée d'une part en hydrogène issu du moyen de reformage à son anode et d'autre part en oxygène de l'air fournit à sa cathode, l'air alimentant la pile étant comprimé par un moyen de compression comprimant l'air pour l'ensemble dudit dispositif, ledit moyen de reformage recevant de l'énergie thermique d'un moyen de chauffage, le procédé opérant en ouvrant la deuxième vanne et en fermant les première et troisième vannes permettant d'alimenter directement le brûleur en hydrogène non consommé par la pile, lorsque la quantité d'hydrogène non consommé issu de la sortie de l'anode est inférieure à une valeur prédéterminée traduisant les besoins d'énergie thermique du reformeur; en ouvrant les première et deuxième vannes, et en fermant la troisième vanne permettant d'alimenter directement le brûleur avec une partie du flux d'hydrogène issu de la sortie de l'anode, l'excédant d'hydrogène non consommé par la pile étant dirigé vers le réservoir tampon, lorsque la quantité d'hydrogène non consommé issu de la sortie de l'anode dépasse les besoins d'énergie thermique du reformeur; et en ouvrant les deuxième et troisième vannes, et en fermant la première vanne permettant PJ 3502 YK d'alimenter directement le brûleur avec l'hydrogène issu de la sortie de l'anode, ce flux étant complété par un flux provenant du réservoir tampon, lorsque la quantité d'hydrogène non consommé issu de la sortie de l'anode est insuffisante pour répondre aux besoins d'énergie thermique du reformeur. The present invention further relates to a method of supplying hydrogen to a fuel cell on board a vehicle equipped with a reforming means transforming a fuel stored in a fuel tank into a hydrogen-rich reformate for supplying fuel to a fuel cell. fuel cell fed on the one hand with hydrogen from the reforming means at its anode and on the other hand with oxygen from the air supplied to its cathode, the air supplying the cell being compressed by a compression means compressing the air for all of said device, said reforming means receiving thermal energy from a heating means, the method operating by opening the second valve and closing the first and third valves for directly supplying the burner with hydrogen not consumed by the battery, when the quantity of hydrogen not consumed from the outlet of the anode is less than a predetermined value reflecting the needs of thermal energy of the reformer; by opening the first and second valves, and closing the third valve for directly feeding the burner with a portion of the hydrogen flow from the outlet of the anode, the excess hydrogen not consumed by the battery being directed to the buffer tank, when the amount of unutilized hydrogen from the outlet of the anode exceeds the thermal energy requirements of the reformer; and by opening the second and third valves, and by closing the first valve allowing PJ 3502 YK to supply the burner directly with the hydrogen coming from the outlet of the anode, this flow being completed by a flow coming from the buffer tank, when the amount of hydrogen not consumed from the outlet of the anode is insufficient to meet the thermal energy requirements of the reformer.
a présente invention sera mieux comprise à l'étude d'un mode de réalisation pris à titre d'exemple nullement limitatif et illustré par un dessin annexé, sur lequel la figure 1 représente schématiquement un dispositif à pile à combustible selon l'invention, comprenant un dispositif de régulation du débit d'hydrogène recirculé alimentant le brûleur. The present invention will be better understood from the study of an embodiment taken by way of nonlimiting example and illustrated by an accompanying drawing, in which Figure 1 schematically shows a fuel cell device according to the invention, comprising a device for regulating the flow of recirculated hydrogen supplying the burner.
Bien que pouvant s'appliquer de façon générale à tous types de dispositifs à piles à combustible, l'invention sera plus particulièrement illustrée à titre d'exemple dans le cadre d'un is véhicule automobile fonctionnant avec un système de traction à pile à combustible. Although generally applicable to all types of fuel cell devices, the invention will be more particularly illustrated by way of example in the context of a motor vehicle operating with a fuel cell traction system. .
Tel qu'il est représenté sur la figure 1, le dispositif à pile à combustible est équipé d'un reformeur 2 qui reçoit un carburant de départ à partir duquel est produit un gaz contenant de l'hydrogène. Le carburant de départ est stocké dans un réservoir 1 qui peut être embarqué à bord du véhicule et qui est relié au reformeur 2 par une canalisation 11. Ce carburant peut être un carburant liquide de type classique, tel que le méthanol, l'essence ou tout autre carburant équivalent. Le carburant est donc transformé dans le reformeur 2 qui produit un mélange gazeux contenant de l'hydrogène, le reformât. Ce mélange gazeux est envoyé vers une pile à combustible 5 par une canalisation 14. As shown in FIG. 1, the fuel cell device is equipped with a reformer 2 which receives a starting fuel from which a gas containing hydrogen is produced. The starting fuel is stored in a tank 1 which can be on board the vehicle and which is connected to the reformer 2 by a pipe 11. This fuel can be a conventional liquid fuel, such as methanol, gasoline or any other equivalent fuel. The fuel is thus transformed in the reformer 2 which produces a gaseous mixture containing hydrogen, reformat it. This gaseous mixture is sent to a fuel cell 5 via a pipe 14.
Le flux d'hydrogène est amené vers une entrée de l'anode 4 de la pile à combustible 5, de manière continue, permettant la réaction électrochimique de l'hydrogène et de l'oxygène de l'air à l'intérieur de la pile 5. L'air est amené par une canalisation 13 vers une entrée de la cathode 3 de la pile 5 à partir d'un moyen de compression d'air 10. Le moyen de compression 10 alimente PJ 3502 YK aussi en air le reformeur 2 par une canalisation 13 et fournit l'air comprimé nécessaire à l'ensembles des composants du dispositif. La réaction produit notamment un courant électrique continu qui apparaît aux sorties 15 et 16, et qui peut être utilisé pour alimenter un moteur électrique de propulsion du véhicule. The hydrogen flow is fed to an inlet of the anode 4 of the fuel cell 5 in a continuous manner, allowing the electrochemical reaction of the hydrogen and the oxygen of the air inside the cell. 5. The air is led through a pipe 13 to an inlet of the cathode 3 of the cell 5 from an air compression means 10. The compression means 10 feeds PJ 3502 YK also in air the reformer 2 by a pipe 13 and provides the necessary compressed air to the set of components of the device. The reaction produces in particular a continuous electric current which appears at the outputs 15 and 16, and which can be used to power an electric propulsion motor of the vehicle.
Bien entendu, toute autre application pourrait être envisagée. Of course, any other application could be considered.
Afin de réutiliser l'hydrogène sortant de la pile à combustible 5 et n'ayant pas été consommé par cette pile, le flux de sortie anodique recircule vers l'entrée d'un brûleur 7. La io présente invention comporte un dispositif de régulation du flux d'hydrogène non consommé alimentant le brûleur 7 de façon à répondre aux besoins en énergie thermique du reformeur 2. Pour améliorer le rendement du dispositif en fonction des phases de fonctionnement de la pile 5, un organe de commande 8 permet is de réguler l'alimentation en hydrogène non consommé du brûleur 7 grâce à une première vanne 18, une seconde vanne 19 et une troisième vannes 20 qui sont toutes destinées à orienter le flux d'hydrogène. In order to reuse the hydrogen leaving the fuel cell 5 and which has not been consumed by this cell, the anode output stream recirculates towards the inlet of a burner 7. The present invention comprises a device for regulating the unconsumed hydrogen flow supplying the burner 7 so as to meet the thermal energy requirements of the reformer 2. In order to improve the efficiency of the device as a function of the operating phases of the cell 5, a control member 8 makes it possible to regulate the supply of unconsumed hydrogen burner 7 through a first valve 18, a second valve 19 and a third valve 20 which are all intended to guide the flow of hydrogen.
Ainsi, lorsque les quantités d'hydrogène en sortie anodique sont suffisantes et répondent aux besoins thermiques du reformeur 2, l'organe de commande 8 ouvre la vanne deuxième 19 située sur une canalisation 17 et ferme les vannes première et troisième vannes 18 et 20 situées respectivement en amont et en aval d'un réservoir d'hydrogène 6 sur une canalisation 16. Cette configuration du dispositif d'alimentation en hydrogène permet de fournir directement la quantité d'hydrogène suffisante au brûleur 7, par la canalisation 17. Thus, when the quantities of hydrogen at the anodic outlet are sufficient and meet the thermal needs of the reformer 2, the control member 8 opens the second valve 19 located on a pipe 17 and closes the valves first and third valves 18 and 20 located respectively upstream and downstream of a hydrogen reservoir 6 on a pipe 16. This configuration of the hydrogen supply device makes it possible to directly supply the quantity of sufficient hydrogen to the burner 7, via the pipe 17.
Lorsque la pile 5 consomme beaucoup d'hydrogène et que de fait les quantités d'hydrogène non consommées en sortie anodique sont réduites et ne répondent pas aux besoins thermiques du reformeur 2, l'organe de commande 8 ouvre les deuxième et troisième vannes 19 et 20, et ferme la première vanne 18. Dans cette configuration, le brûleur 7 est alimenté directement en petite quantité depuis la sortie anodique de la PJ 3502 YK pile 5 et par l'hydrogène stocké dans le réservoir 6. Ce réservoir 6 est destiné à fournir une alimentation complémentaire en hydrogène pendant les phases où l'hydrogène non consommé par la pile 5 ne permet pas de produire l'énergie thermique nécessaire au reformeur 2. Le réservoir 6 joue le rôle de tampon pour améliorer le rendement du système et la consommation de l'hydrogène dans un tel dispositif. When the battery 5 consumes a lot of hydrogen and in fact the quantities of hydrogen not consumed at the anode outlet are reduced and do not meet the thermal needs of the reformer 2, the control member 8 opens the second and third valves 19 and 20, and closes the first valve 18. In this configuration, the burner 7 is supplied directly in small quantities from the anode outlet of the PJ 3502 YK battery 5 and by the hydrogen stored in the tank 6. This tank 6 is intended for provide a complementary supply of hydrogen during the phases where the hydrogen not consumed by the battery 5 does not produce the thermal energy necessary for the reformer 2. The tank 6 acts as a buffer to improve the efficiency of the system and consumption hydrogen in such a device.
Enfin, lorsque la quantité d'hydrogène non consommé issu de la sortie anodique 4 dépasse les besoins thermiques du io reformeur 2, l'organe de commande 8 ouvre les première et deuxième vannes 18 et 19, et ferme la troisième vanne 20. D'une part, le brûleur 7 est alimenté directement en quantité nécessaire en hydrogène non consommé depuis la sortie anodique 4. D'autre part, la quantité d'hydrogène excédentaire non consommé par la pile est stocké dans le réservoir tampon 6 de façon à subvenir aux besoins du reformeur 2 lorsque les quantités d'hydrogène non consommé sont insuffisantes. Finally, when the quantity of unconsumed hydrogen resulting from the anode outlet 4 exceeds the thermal requirements of the reformer 2, the control member 8 opens the first and second valves 18 and 19, and closes the third valve 20. firstly, the burner 7 is fed directly in the necessary amount of hydrogen not consumed since the anode outlet 4. On the other hand, the quantity of excess hydrogen not consumed by the battery is stored in the buffer tank 6 so as to meet the reformer 2 when the quantities of hydrogen not consumed are insufficient.
Avantageusement, le dispositif peut comporter un moyen d'enrichissement en hydrogène comportant une membrane à base de palladium et/ou de polymère permettant d'enrichir le flux issu d'une sortie anodique 4 en hydrogène et situé en amont du réservoir tampon 6 de façon à réduire la taille dudit réservoir tampon 6. Advantageously, the device may comprise a hydrogen enrichment means comprising a palladium-based membrane and / or a polymer that makes it possible to enrich the stream coming from an anode outlet 4 in hydrogen and situated upstream of the buffer tank 6 to reduce the size of said buffer tank 6.
De ce fait, les performances de la pile sont améliorées grâce à l'ajout de deux boucle de recirculation de l'hydrogène non consommée par la pile 16 et 17, et d'un réservoir tampon 6 qui permet de répondre aux besoins en énergie thermique du reformeur 2. As a result, the cell's performance is improved by adding two recirculation loop of the hydrogen not consumed by the cell 16 and 17, and a buffer tank 6 which makes it possible to meet the thermal energy requirements. reformer 2.
PJ 3502 YKPJ 3502 YK
Claims (8)
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