(57)【要約】  本発明は、燃料電池システム（１）の排出ガス中の限界水素濃度を検知するための方法に関し、燃料電池（３）のアノ―ド室（４）からの排出ガスが、燃焼器（１７）によって燃焼処理される。本発明は、燃焼排出ガスの温度が検知され、燃焼排出ガスの温度が、プリセット限界値と比較される。この比較において、燃焼排出ガスの温度が前記限界値を超える場合に、限界水素濃度が生じているものとみなされることを特徴とする。
2015529385.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池システム（１）の排出ガス中の限界水素濃度を検知するための方法あって、燃料電池（３）のアノード室（４）からの排出ガスが、燃焼器（１７）によって燃焼処理される方法において、
燃焼排出ガスの温度が検知され、前記燃焼排出ガスの温度がプリセット限界値と比較され、この比較において、前記燃焼排出ガスの温度が前記限界値を超える場合に、限界水素濃度が生じているものとみなされることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記アノード室（４）からの排出ガスが、前記燃料電池（３）のカソード室（５）からの排気と一緒に燃焼処理されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記燃焼器として触媒燃焼器（１７）が使用されることを特徴とする、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
追加的に、前記アノード室（４）および場合により前記カソード室（５）からの排出ガスの温度、または、好ましくはその混合物の温度が、前記燃焼器（１７）の上流で検知され、これにより、燃焼排出ガスの温度と前記燃焼器（１７）の上流の排出ガスの温度との温度差が導出され、プリセット限界値と比較されることを特徴とする、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記燃焼器（１７）で使用され得る電気ヒーター（２１）から生じる温度上昇が、前記限界値、前記燃焼排出ガスの温度、および／または前記温度差を特定する際に考慮されることを特徴とする、請求項１から４までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
現在のまたは時間的にずらされた前記燃料電池（３）への計量された出発物質の量および／または温度が、前記限界値、前記燃焼排出ガスの温度、および／または前記温度差を特定する際に考慮されることを特徴とする、請求項１から５までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記アノード室（４）の排出ガス中の、排出弁（１６）および／または圧力保持弁の切り替え状態が、前記限界値、前記燃焼排出ガスの温度、および／または前記温度差を特定する際に考慮されることを特徴とする、請求項１から６までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記排出ガスとともに、前記アノード室（４）から排出される生成水の量が、特に断続的な排出の場合に、前記限界値、前記燃焼排出ガスの温度、および／または前記温度差を特定する際に考慮されることを特徴とする、請求項１から７までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
限界水素濃度である場合に、警報が出され、および／または前記燃料電池システム（１）が停止されることを特徴とする、請求項１から８までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
電気出力、特に電気駆動力を車両（２）内に供給する燃料電池システム（１）における請求項１から９までのいずれか１項に記載の方法の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前提部に詳しく規定されたタイプの燃料電池システムの排出ガス中の限界水素濃度を検知するための方法に関する。このほか本発明は、そのような方法の使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池システムにおいては、そして特に車両駆動に用いられる燃料電池システムにおいては、万一の水素放出のリスクが、重要な安全上の問題である。この理由から、燃料電池システムの排出ガス中には典型的に水素センサーが配置されており、水素センサーは、排出ガスを通じた万一の水素漏れ、例えば燃料電池の中のパッキンまたは膜の機能不全による水素漏れを、確実かつ信頼性をもって検知し、それにより適切な警告ないしは警報を発動させること、また場合によっては燃料電池システムを停止することができる。
【０００３】
このようなものとして、例えば特許文献１により、排出ガスシステムを有する燃料電池システムが公知である。燃料電池システムでは、排出ガスシステムの中に水素センサーが設置されており、水素センサーは制御装置と連結されている。センサーは触媒センサーとして構成されており、電気抵抗用の２つの異なる測定部を有し、２つの測定部は温度依存的に構成されている。２つの測定部のうちの１つの領域内には、触媒活性物質が配置されており、触媒活性物質は、水素が存在している場合には、大気中の酸素ないしは燃料電池の排気中の残存酸素との水素の反応によって、加熱される。こうして、２つの測定部の間の温度の差異を反映する抵抗値の差異により、水素の存在が検知できる。原理上の短所は、水素放出が、検知されはするものの、阻止はされ得ないことである。
【０００４】
複数の代替的な型の水素センサーが、一般的な従来技術によって同様に公知であり、かつ燃料電池システム中のほぼ同じ箇所への設置が一般的に公知かつ通常である。
【０００５】
ここで問題は、水素センサーが典型的に製造に非常に手間と費用がかかること、そして水素センサーがしばしば故障しやすく、そのため水素センサーの機能不全により、場合によっては安全限界状態が発生する可能性があることである。すなわち、これらの従来システムは、安全性の点でも、また故障のしやすさとコストの点でも、重大な欠点を持っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】欧州特許第１９９０８５８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の課題は、これらの欠点を回避し、かつ単純で、コスト面において有利で、非常に安全な構造を可能にするような、燃料電池システムの排出ガス中の限界水素濃度を検知するための方法を提示することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
燃料電池システム、特に車両内の燃料電池システムにおいては、多くの場合、周辺への水素放出を確実かつ信頼性をもって阻止するために、水素を含有する残存ガスが燃焼器によって燃焼処理される。本発明による方法はこの種のシステムを用いるが、それは、この方法が、この種の燃焼器の下流の燃焼排出ガスの温度を検知して、プリセット限界値と比較することによってである。こうして、非常に単純で、信頼性があり、かつコスト面において有利に入手できる市販の温度センサーによって、燃焼排出ガスの温度監視を通じて、燃料電池システムの排出ガス中の限界水素濃度が検知される。温度が上昇して、静的または特に動的に燃料電池システムの動作状態に依存的にあらかじめ定められるプリセット限界値を超えた場合には、燃焼領域に、予定されていたよりも多くの燃料が存在するに違いない。この燃料は、燃料電池システムにおいては、あり得るリークによってこの領域に到達した水素であるのが典型的であろう。この水素はプリセット限界値を超える温度上昇によって認識され、それにより、しかるべき警告および／またはシステム停止が発動され得る。従来技術による構造物の場合とは違って、水素は同時に燃焼器内での燃焼によって使い尽くされるため、システム内に存在する濃度上昇の原因である水素漏れにもかかわらず、周辺への水素放出は確実かつ信頼性をもって回避されることができる。これにより、システムは非常に単純で、確実で、信頼性がある。
【０００９】
このほか本発明による方法の１つの有利な発展形態では、アノード室からの排出ガスが燃料電池のカソード室からの排気と共に燃焼処理されることが企図されてもよい。この、燃料電池アノード室からの排出ガスと燃料電池カソード室からの排気を一緒にしての燃焼処理は、特に単純で効率的である。なぜならこの場合、この燃焼のための専用の酸素体積流量が送り届けられる必要はなく、燃料電池ないしは燃料電池のカソード室を通って送られた体積流量の中の残存酸素が使われることができるからである。このほか本発明による方法のこの形態は、さらにひとつの安全性利点を提供する。なぜなら、アノード室からの排出ガス中の水素濃度の上昇のみならず、カソード室からの排出ガス中の水素濃度の上昇も検知されることができるからである。生じ得るリーク、例えば好ましくはＰＥＭ式燃料電池として構成された燃料電池の膜におけるリークは、アノード室からカソード室への水素侵入を引き起こす可能性があるが、これも上記のようにして確実かつ信頼性をもって検知されることができる。ここでも燃料電池からの排気と共に排出された水素が、一方では検知され、他方では燃焼によって使い尽くされるため、ここでも周辺への水素放出は確実かつ信頼性をもって回避される。
本発明による方法の１つの有利な発展形態においては、燃焼器として触媒燃焼器が使われることが可能である、そのような触媒燃焼器は、起こり得る燃料供給の変動に関して比較的影響を受けにくく、かつ、触媒燃焼器がある一定の動作温度を示している限り、点火などが行われる必要なしに、水素の確実かつ信頼性のある反応を図る。
【００１０】
さらに、本発明による方法の１つの有利な形態においては、追加的に、アノード室からの排出ガスの温度と、また場合によってはカソード室からの排出ガスの温度または好ましくは両方の排出ガスの混合物の温度とが、燃焼器の上流で検知され、これにより燃焼排出ガス温度と、燃焼器の上流での排出ガス温度との間の温度差が導出され、プリセット限界値と比較されることが企図されてもよい。このような、２つの温度の測定、もしくは両方の排出ガスが分離されたまま燃焼器へ導入される場合には３つの温度の測定は、燃焼器を通じて生じた温度差の特に単純で効率的な算定を可能にする。その際、測定は、燃料電池システムの動作特性にはほとんど依存しない。燃料電池システムの動作特性は、燃焼器の下流の１箇所しか温度測定箇所がない場合であれば、温度のプリセット限界値に相応に影響を与えるはずである。２つの温度センサーの使用により、この問題は非常に容易かつ効率的に回避され、しかも２つ目の温度センサーも非常に容易に従来型の温度センサーとして、燃焼器の直ぐ上流に、好ましくは両排出ガスの混合物中に、配置されることができる。
【００１１】
さらに、本発明による方法の１つの有利な形態においては、電気ヒーターを用いる場合、燃焼器で使用され得る電気ヒーターによって生じる温度上昇が、限界値、燃焼排出ガスの温度、および／または温度差を特定する際に考慮に入れられることが企図されてよい。燃焼器用のこのような電気ヒーターは、特に触媒燃焼器ではまったく普通であり、触媒燃焼器を、例えば冷間始動において、または非常に低い周辺温度において、迅速に動作温度へともたらす。これにより、これらの場合に、触媒燃焼器での確実かつ信頼性のある水素反応が可能にされる。しかしながら電気ヒーターにより、温度が燃焼排出ガス中へもたらされるため、電気ヒーターを通じてもたらされた温度急上昇が、プリセット値において、または燃焼排出ガスの温度、または温度差において、どの値が、適切なソフトウェア処理を通じて最も容易に変更され得るかに依存して、考慮に入れられなければならない。
【００１２】
このほかここで同様に考慮に入れられることができる／入れられるべき数値として、それも、特に燃焼排出ガスの温度のみが検知される場合に考慮に入れられることができる／入れられるべき数値として、例えば燃料電池への、現在の計量された出発物質、すなわち現在の計量された空気と現在の計量された水素の量および／または温度があげられる。その際、時間的な遅れも考慮に入れられることができる。なぜなら、現在追加された出発物質は、一定の遅延時間を経た後にはじめて生成物として再び燃料電池を離れて、燃焼器の領域に到達するからである。
【００１３】
これに対して追加的もしくは代替的に、アノード排出ガス中の排出弁および／または圧力保持弁の切り替え状態も考慮に入れられることができる。特にアノード再循環を採用する場合には、排出弁、いわゆるパージバルブを通じて、例えば時々、もしくはアノード循環系の中の窒素濃度に応じて、排出ガスがアノード循環系から排出されるのが一般的に通例である。この排出ガスは常にある程度の量の残存水素をも含んでいる。このため、特に燃焼排出ガスの温度だけが検知される場合には、排出弁を通じて、現在、アノード循環系からの水素含有排出ガスが燃焼器の領域に到達している否かが、決定的に重要である。なぜなら到達しているか否かが、当然のことながら、温度に影響を与えるからである。このため、排出弁の切り換え状態の情報と、この切り替え状態に伴う排出ガス体積流量の情報とが考慮に入れられるべきであり、その際、例えば特性マップなどにより、このアノード循環系排出ガスに典型的に含有される水素量が推算され得ることから、これによって引き起こされる温度上昇も計算されることができる。同様のことが、燃料電池ないしは燃料電池のアノード室のいわゆるニア・デッド・エンド動作において場合によって使われる圧力保持弁にも言える。ニア・デッド・エンド動作では、アノード室内で反応されることができなかった水素が、例えば連続的に、もしくは断続的にも、アノード排出ガスとして排出される。
【００１４】
このほか補足的または追加的に、アノード室から排出ガスとともに排出された生成水の量が、特に断続的な排出の場合に、適切に考慮に入れられることができる。不活性ガスのほかに、特にアノード再循環を採用した場合には生成水も発生するため、また、この生成水がしばしばガスと一緒にシステムから排出されるため、排出される生成水の量も場合によっては一定の役割を果たす。なぜならこの生成水は液体の形で燃焼器の領域に到達し、そこで気化して、温度に相応の影響を及ぼすからである。このことも、本発明に基づく最善化された方法においては考慮に入れられるべきである。
【００１５】
ここで、本発明による方法の好ましい使用は、車両内で電気出力、特に電気駆動力を供給する燃料電池システムの中での使用にある。特に、車両内の燃料電池システムで、１つ１つが比較的小さく構成されていて、その分だけ多くの個数の使用が想定されている形式の燃料電池システムの場合、限界水素濃度を検知するために、非常に信頼性が高くコスト面でも有利な方法が実現されることが、決定的に重要である。本発明による方法により、このことが可能である。同時に、好ましくは触媒燃焼器として構成されている燃焼器により、周辺への水素放出は、例えば燃料電池のアノード室とカソード室との間にリークがある場合でも、確実かつ信頼性をもって阻止される。それゆえこのシステムは、容易かつ有利なコストで実現され得るのみならず、非常に高い程度の安全性を保証する。
【００１６】
本発明による方法のこのほかの有利な形態は、残りの従属請求項から明らかであり、以下に図と関連づけて詳述されている実施例によって明確になる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】添付されている唯一の図は、原理的に概略だけ示された車両内の、本発明による方法の実現化のために構成された燃料電池システムを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
概略的表現の燃料電池システム１が図の表示から明らかである。燃料電池システム１は、車両２の中に配置され、そして、特に電気駆動力を車両２のために供給するものとする。その際、燃料電池システム１の中心部は、燃料電池３で、これはアノード室４とカソード室５を含んでいる。アノード室とカソード室は、ＰＥＭ型燃料電池スタックとして表わされている燃料電池３の形態の中で、それぞれ、プロトン交換膜６によって互いに分離されている。この描写の中では、複数のアノード室４の１つ、複数のカソード室５の１つ、そして複数の膜６の１つのみが概略的に示されている。空気運搬装置７を経由し、燃料電池３のカソード室５に空気が酸素供給者として供給される。カソード室５からの排気は、タービン８を経由し、再び周辺に到達するが、タービン８内で、残存エネルギーの回復のために減圧される。その際、タービン８と空気運搬装置７は、共通のシャフト上に配置され、シャフト上に付加的に電気機械９が配置されている。この構造は、電気ターボ過給器あるいはＥＴＣ（電気ターボチャージャ）とも呼ばれる。タービン８内で回復したエネルギーは、直接的に空気運搬装置７の駆動のために用いられ、典型的に必要とされる追加的な出力は、電気機械９によって供給される。タービン８内に生じた出力が、空気運搬装置７によって現在必要とされる出力よりも大きいという特殊な状況においては、発電機で稼働する電気機械９によっても、電気エネルギーが獲得でき、この電気エネルギーは、例えば他の使用目的にも供給可能で、またはバッテリー内に一時貯蔵されることも可能である。
【００１９】
さらに、それ自体知られたガス／ガス加湿器１０が、空気運搬装置７とカソード室５との間の供給空気の流れの中、ならびに、カソード室７とタービン８との間の排気の流れの中に、配置されている。この加湿器１０は、例えば純粋に加湿器として、または加湿器とインタークーラーとの結合体として設計されうる。加湿器は、カソード室の上流において、供給空気の加湿、および／または供給空気の冷却のために使用されるが、その目的のためにカソード室５の、加湿され、同様に冷却された排気を利用する。この構造は、それ自体公知であるので、ここでは詳細には言及されない。しかしながら、供給空気の流れの中でインタークーラーと加湿器を互いに独立させて配置することが原理的に可能であることは、注目されるべきである。
【００２０】
燃料電池３のアノード室４に水素が燃料として圧縮ガス容器１１から供給される。水素は、圧力制御及び計量弁１２を経由し、アノード室４へ到達する。アノード室４からの排出ガスは、再循環路１３および再循環運搬装置１４を経由し、再びもとに戻され、新鮮な水素と一緒に、新たに燃料電池３のアノード室４に流れ込む。この構造は、アノード再循環とも呼ばれる。このようなアノード再循環では、時間の経過と共に、水と不活性ガスが蓄積され、この水と不活性ガスはプロトン交換膜６を通ってカソード室５からアノード室４に浸透する。アノード再循環において体積は一定であるので、このため、いやおうなしに水素濃度が下がり、その結果、燃料電池３のパフォーマンスが下がる。このため、例えば時々、あるいは再循環路１３内の窒素濃度などの物質濃度に応じて、アノード再循環からガス、場合によっては水が排出されることが通例である。そのために、図では排出弁１６を有する排出管１５が表されている。その際、排出されたガスは、不活性ガス、特に窒素に加え、常に水素の残存量をも含んでいるが、このことは、説明の構造において不可避である。周辺への水素放出を回避するため、そして水素内に含まれているエネルギーを無駄に使わないために、実施例の中で、カソード室５からの排気の流れの方向にある排出管１５が、触媒燃焼器１７の上流で排気管１８に流れ込む。カソード室５からの排気ならびにアノード室４ないしアノード再循環からの排出ガスは、一緒に触媒燃焼器１７に流れ込み、そして、この中で触媒によって反応させられ、その際、アノード室４からのオフガス中の残存水素は、カソード室５からの排出ガス中の残存酸素に相応に反応する。排出ガスはこれにより加熱され、また含有水素は熱的に反応し、その結果、周辺への水素放出は確実かつ信頼性をもって回避されることができる。この加熱された排出ガスは、タービン８を経由し流れ、タービン８内では減圧される。排出ガスが加熱されることによって、触媒燃焼器１７の燃焼排出ガスの中へもたらされたエネルギーの一部が少なくとも、こうしてタービン８の領域内で再び回復されることができる
【００２１】
車両２内の燃料電池システム１は、さらに、少なくとも制御装置１９を備えており、制御装置は少なくとも温度センサー２０によって伝達連絡が可能で、その際、温度センサー２０が触媒燃焼器１７の燃焼排出ガスの温度を測定するために設計され、そして好ましくは、流れ方向において触媒燃焼器１７の直ぐ下流に配置されている。
【００２２】
触媒燃焼器１７が、厳しい周囲温度の場合においても、特に燃料電池システム１の冷間始動において、例えば特に周辺温度が氷点下の場合にも、確実かつ信頼性をもって始動し、水素を確実に反応させるように、触媒燃焼器を必要があれば、動作温度において確実かつ信頼性をもって加熱する目的で、さらに電気ヒーター２１が触媒燃焼器１７内に提供されることができる。
【００２３】
その場合、温度センサー２０を除いたこの構造は、基本的に技術の一般的な水準から公知である。追加の温度センサー２０によって、燃焼排出ガスの温度の監視が可能であり、温度センサー２０は、好ましくは、単純かつコストの安い温度センサーとして、燃焼オフガス中に設置される。実施例において、この燃焼排出ガスの温度は、最終的に排出空気の量および温度、ならびにアノード室４からの排出ガスの量、温度、および水素含有量に関連している。アノード室からの排出ガスが排出弁１６を経由し、断続的に供給されると、相応に温度の値は変動する。仮に排出弁１６の代わりに絞りが設置されると、より一定の温度が得られる。
【００２４】
その際、温度の値は、常に燃料電池システム１の動作パラメーターに対応している。この温度を検知するため、図の表示の中には多くのオプションセンサー２２が描かれている。これらは、例えば空気運搬装置７、電気ヒーター２１、燃料電池３そのもの、再循環運搬装置１４、燃料圧力制御及び計量弁１２などの領域に設置され、また排出弁１６の状況を検知するためにも、その領域に設置されている。これらすべてのセンサーは、要望がある限り、制御装置１９に相応の情報を送る。これらの情報は、最終的に燃焼排出ガスの予期される温度について証明を可能にする。温度センサー２０の領域における燃焼排出ガスの温度が、プリセットされ、予期された値を下回る、または同じであれば、燃料電池システム１は正しく機能する。この燃焼排出ガスの温度がプリセットされた値を超える場合、これには相応の理由があるはずである。燃料電池システム１内に、燃料として、圧縮ガス容器１１からの水素だけが存在している場合、その理由は、例えば予期されているよりも多くの水素がリーク等によって触媒燃焼器１７の領域に到達しているという点にある。それと同時に、水素濃度が予想外に高いということが、問題に対する明白な状況証拠でありうる。例えば排出弁１６の領域、あるいは特に燃料電池３そのものの領域における問題、例えば穴があいたプロトン交換膜６などによるリークの問題である。制御装置１９によって、安全警告あるいは必要があれば燃料電池システム１の緊急停止の発動が可能である。同時に触媒燃焼器１７内に排出される水素が完全に反応させられ、その結果、周辺への水素放出が確実かつ信頼性をもって回避される。
【００２５】
上述の複数のセンサー２２に追加してまたは代えて、非常に単純な追加の温度センサー２３を排気管１８の領域に、好ましくは、後者が排出管１５に結合された後に配置することができる。この温度センサー２３によって、触媒燃焼器１７の上流の、特に理想的には触媒燃焼器１７の直ぐ上流の温度が検知されることができる。温度センサー２３と温度センサー２０の間の温度差が、触媒燃焼器１７内にもたらされた熱の測定を可能にし、それは、触媒燃焼器１７の領域内に存在する水素濃度に直接対応しており、他の複数の動作パラメーターとは対応しておらず、この温度差は非常に簡単かつ効率的に水素濃度に関する結論を得るために使用することが可能である。この水素濃度が臨界値を超えると、温度差も温度差のプリセット限界値を超え、対応する警報および／または燃料電池システム１の停止の発動が可能である。
【００２６】
触媒燃焼器１７の領域における電気ヒーター２１のスイッチが入ると、もちろんこれも温度センサー２０に相応の影響を与え、他の大方の動作センサーとは違って、もちろん２つの温度センサー２３と２０の間の温度差にも影響を与える。電気ヒーター２１のスイッチが入った場合、つまり強制的に電気ヒーター２１の領域におけるセンサー２２によって、例えば電気的熱出力が検知されるはずである。その目的は、触媒燃焼器１７にもたらされた温度に遡ることができ、そして、その温度を２つの温度センサー２３と２０の間の温度差の算出の際、相応に一緒に考慮することである。こうして、電気ヒーター２１にも関わらず、燃料電池システム１内の万一の限界水素濃度に関する結論が、触媒燃焼器１７の少なくとも下流、好ましくは上流および下流での温度測定を介して単純かつ確実に得られることができる。
2015529385.tif 000003
【手続補正書】
【提出日】平成27年3月30日(2015.3.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池システム（１）の排出ガス中の限界水素濃度を検知するための方法あって、燃料電池（３）のアノード室（４）からの排出ガスが、燃焼器（１７）によって燃焼処理される方法において、
燃焼排出ガスの温度が検知され、前記燃焼排出ガスの温度がプリセット限界値と比較され、この比較において、前記燃焼排出ガスの温度が前記限界値を超える場合に、限界水素濃度が生じているものとみなされること、
前記アノード室（４）からの排出ガスが、前記燃料電池（３）のカソード室（５）からの排気と一緒に燃焼処理されること、および
追加的に、前記アノード室（４）および場合により前記カソード室（５）からの排出ガスの温度、または、好ましくはその混合物の温度が、前記燃焼器（１７）の上流で検知され、これにより、燃焼排出ガスの温度と前記燃焼器（１７）の上流の排出ガスの温度との温度差が導出され、プリセット限界値と比較されることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記燃焼器として触媒燃焼器（１７）が使用されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記燃焼器（１７）で使用され得る電気ヒーター（２１）から生じる温度上昇が、前記限界値、前記燃焼排出ガスの温度、および／または前記温度差を特定する際に考慮されることを特徴とする、請求項１から２までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項４】
現在のまたは時間的にずらされた前記燃料電池（３）への計量された出発物質の量および／または温度が、前記限界値、前記燃焼排出ガスの温度、および／または前記温度差を特定する際に考慮されることを特徴とする、請求項１から３までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記アノード室（４）の排出ガス中の、排出弁（１６）および／または圧力保持弁の切り替え状態が、前記限界値、前記燃焼排出ガスの温度、および／または前記温度差を特定する際に考慮されることを特徴とする、請求項１から４までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記排出ガスとともに、前記アノード室（４）から排出される生成水の量が、特に断続的な排出の場合に、前記限界値、前記燃焼排出ガスの温度、および／または前記温度差を特定する際に考慮されることを特徴とする、請求項１から５までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
限界水素濃度である場合に、警報が出され、および／または前記燃料電池システム（１）が停止されることを特徴とする、請求項１から６までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
電気出力、特に電気駆動力を車両（２）内に供給する燃料電池システム（１）における請求項１から７までのいずれか１項に記載の方法の使用。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
このようなものとして、例えば特許文献１により、排出ガスシステムを有する燃料電池システムが公知である。燃料電池システムでは、排出ガスシステムの中に水素センサーが設置されており、水素センサーは制御装置と連結されている。センサーは触媒センサーとして構成されており、電気抵抗用の２つの異なる測定部を有し、２つの測定部は温度依存的に構成されている。２つの測定部のうちの１つの領域内には、触媒活性物質が配置されており、触媒活性物質は、水素が存在している場合には、大気中の酸素ないしは燃料電池の排気中の残存酸素との水素の反応によって、加熱される。こうして、２つの測定部の間の温度の差異を反映する抵抗値の差異により、水素の存在が検知できる。原理上の短所は、水素放出が、検知されはするものの、阻止はされ得ないことである。
特許文献２により、燃焼前の酸素濃度と、任意で燃焼後の温度とを組み合わせることによって、水素濃度を算定する方法が公知である。これは相応に手間とコストがかかる。なぜなら任意による温度のほかに、いずれの場合でも酸素濃度も検知されなければならず、これは手間とコストのかかるセンサー機器を必要とするからである。特許文献３では、触媒燃焼器の箇所での温度測定を通じて、イオンポンプが動作開始される。特許文献４では、触媒燃焼器の動作状態が、温度測定を通じて監視される。特許文献５では、水素燃焼の温度測定が、システムに導入される水素の量をバルブ装置の適宜のバリエーションによって調節することに役立つ。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
【特許文献１】欧州特許第１９９０８５８号明細書
【特許文献２】特開２００６−１７９２２４号公報
【特許文献３】米国特許出願公開第２００９／１１７４２１号明細書
【特許文献４】特開２００５−３２２５７２号公報
【特許文献５】特開２０１２−００９１７５号公報
【国際調査報告】
2015529385.tif 000004
2015529385.tif 000005
2015529385.tif 000006
2015529385.tif 000007
2015529385.tif 000008
2015529385.tif 000009