[发明专利]燃料电池系统、飞行器及用于操作燃料电池系统的方法

权利要求书

1.一种燃料电池系统(2)，包括：

-至少一个燃料电池(4)，所述至少一个燃料电池(4)具有空气入口(36)和排气出口(44)；

-空气供给设备(8)，所述空气供给设备(8)能够连接至所述空气入口(36)；以及

-排气提取设备(10)，所述排气提取设备(10)能够连接至所述排气出口(44)，

其特征在于所述燃料电池系统(2)还包括加热单元(52)和水提取设备(6)，所述加热单元(52)连接至所述空气供给设备(8)以用于加热空气，所述水提取设备(6)包括三个干燥单元(14、16、18)，其中，所述水提取设备(6)适于以循环方式选择性地提供如下流体连接：通过所述三个干燥单元(14、16、18)中的第一干燥单元而从所述空气供给设备(8)至所述燃料电池(4)的所述空气入口(36)的第一流体连接，通过所述三个干燥单元(14、16、18)中的第二干燥单元而从所述排气提取设备(10)至所述排气出口(44)的第二流体连接，其中在所述第一流体连接和所述第二流体连接的期间，所述三个干燥单元(14、16、18)中的余下的第三干燥单元处于闲置状态，从而既不干燥潮湿的排气也不进行再生。

2.根据权利要求1所述的燃料电池系统(2)，其中，所述空气供给设备(8)是空气压缩设备。

3.根据权利要求1或2所述的燃料电池系统(2)，还包括冷凝设备(54)，所述冷凝设备(54)布置在所述燃料电池(4)的所述排气出口(44)与所述水提取设备(6)之间。

4.根据权利要求1或2所述的燃料电池系统(2)，其中，所述水提取设备(6)具有用于供给压缩空气的供给管线(20)、用于提取排气的提取管线(22)、将压缩空气运送至所述燃料电池(4)的所述空气入口(36)的氧化剂管线、以及接收直接来自所述燃料电池(4)的所述排气出口(44)的排气的排气管线，其中，所述三个干燥单元(14、16、18)中的每个干燥单元包括第一端口(14a、16a、18a)和第二端口(14b、16b、18b)，其中，每个干燥单元(14、16、18)的所述第一端口(14a、16a、18a)能够通过相应的供给阀(24、26、28)连接至所述供给管线(20)以及能够通过相应的提取阀(30、32、34)连接至所述提取管线(22)，并且其中，每个干燥单元(14、16、18)的所述第二端口(14b、16b、18b)能够通过相应的氧化剂阀(38、40、42)连接至所述氧化剂管线以及能够通过相应的排气阀(46、48、50)连接至所述排气管线。

5.根据权利要求1或2所述的燃料电池系统(2)，还包括能够连接至封闭空间的惰性气体端口。

6.一种飞行器(60)，包括具有惰性气体输入端的至少一个燃料箱(62)以及根据权利要求1至5中任一项所述的燃料电池系统(2)，其中，所述惰性气体输入端能够连接至定位在所述燃料电池系统(2)的所述排气提取设备(10)的下游的惰性气体端口。

7.一种用于操作燃料电池系统的方法，所述方法包括以下步骤：

-供给空气；

-将经加热的供给空气引导到三个干燥单元(14、16、18)中的第一干燥单元，使得所述第一干燥单元再生；

-将来自所述第一干燥单元的潮湿空气引导至燃料电池(4)的空气入口(36)；

-将来自所述燃料电池(4)的排气出口(44)的潮湿排气运送至所述三个干燥单元(14、16、18)中的第二干燥单元，以用于吸收所述排气的水蒸气含量；

-以循环方式选择性地提供如下流体连接：通过所述三个干燥单元(14、16、18)中的所述第一干燥单元而从空气供给设备(8)至所述燃料电池(4)的所述空气入口(36)的第一流体连接，通过所述三个干燥单元(14、16、18)中的所述第二干燥单元而从排气提取设备(10)至所述排气出口(44)的第二流体连接，其中在所述第一流体连接和所述第二流体连接的期间，使所述三个干燥单元(14、16、18)中的余下的第三干燥单元处于闲置状态从而既不干燥潮湿的排气也不进行再生；以及

-将经干燥的排气输送至惰性气体端口。