Titel:

Brennstoffzellensystem

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Brennstoffzellensystem. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Rezirkulationsgebläse für ein solches

Brennstoffzellensystem und ein Verfahren zum Betreiben eines solchen

Rezirkulationsgebläses.

In mobilen Anwendungen werden aufgrund des niedrigen Temperaturniveaus im Betrieb vorzugsweise Polymerelektrolytmembran-Brennstoffzellen (PEM-BZ) verwendet. Dieser Brennstoffzellentyp wird mit einem Wasserstoffüberschuss überstöchiometrisch betrieben. Der nichtverbrauchte Wasserstoff wird rezirkuliert und gemeinsam mit Frischwasserstoff wieder der Reaktion zugeführt. Ausgehend von einem Wasserstofftank (typisch 350 oder 700 bar Nominaldruck) wird der Wasserstoffdruck in mehreren Stufen auf den Betriebsdruck von <10 bar reduziert. Um das Druckgefälle vom Anodenaustritt zum Anodeneintritt zu überwinden wird häufig ein Rezirkulationsgebläse verwendet.

Stand der Technik

Aus der DE 10 2007 037 096 Al ist ein Brennstoffzellensystem mit einem in einen Brennstoffkreislauf angeordneten Rezirkulationsgebläse bekannt. Das Rezirkulationsgebläse wird dabei über eine Antriebsturbine betrieben, welche mit verdichteter Luft beaufschlagt ist.

Der Hintergrund der Erfindung ist, dass noch immer viele verschiedene Ansätze zur Rezirkulation des Wasserstoffgasgemischs existieren. Klassische

Strömungsmaschinen können ihre Vorteile unter den Randbedingungen des Wasserstoffsystems nicht voll ausspielen. Die geringe Druckdifferenz zwischen Anodenaustritt und Anodeneintritt könnte prinzipiell mit einem kompakten Radialverdichter überwunden werden. Die anspruchsvollen Anforderungen an Lagerung (Ölfreiheit, hohe Drehzahl) stehen dem heute jedoch entgegen. Die Maschinen sind aufgrund der begrenzten Drehzahl hinsichtlich Druckverhältnis und Leistungsdichte begrenzt. Der Betrieb des Rezirkulationsgebläses unter den feuchten Bedingungen führt zu einer hohen Materialbelastung.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Brennstoffzellensystem anzugeben, mit welchem auf wirtschaftliche Weise eine Rezirkulation des Wasserstoffs möglich ist und bei welchem die Haltbarkeit des

Rezirkulationsgebläses verlängert wird. Zusätzlich ist die Aufgabe der Erfindung ein Rezirkulationsgebläse anzugeben, welches in einem solchen

Brennstoffzellensystem betreibbar ist. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Rezirkulationsgebläses anzugeben.

Offenbarung der Erfindung

Die Aufgabe wird durch ein Brennstoffzellensystem mit den Merkmalen nach Anspruch 1 und ein Rezirkulationsgebläse für ein solches Brennstoffzellensystem mit den Merkmalen nach Anspruch 8 gelöst. Zusätzlich gibt die Erfindung eine Verfahren zum Betreiben eines solchen Rezirkulationsgebläses mit den

Merkmalen nach Anspruch 9 an. Die jeweils rückbezogenen abhängigen

Ansprüche geben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder.

Die Erfindung gibt ein Brennstoffzellensystem an, mit wenigstens einer

Brennstoffzelle, einem Wasserstoffspeicher, in welchem Wasserstoff unter Überdruck bevorratet ist. Der Wasserstoffspeicher ist dabei mittels einer

Wasserstoffzufuhrleitung mit einem Anodenraum der Brennstoffzelle verbunden. Das Brennstoffzellensystem umfasst zusätzlich einen Anodenkreislauf, mittels welchem unverbrauchter Wasserstoff an einem Ausgang des Anodenraums in einen Eingang des Anodenraums zurückführbar ist, wobei zwischen dem

Ausgang und dem Eingang des Anodenraums wenigstens ein elektrisch angetriebenes Rezirkulationsgebläse angeordnet ist, über welches der unverbrauchte Wasserstoff dem Eingang des Anodenraums zuführbar ist. Wenigstens ein Teil des vom Wasserstoffspeicher dem Anodenraum zugeführten Wasserstoffes ist in wenigstens ein Gaslager des elektrisch angetriebenen Rezirkulationsgebläses einleitbar, so dass das Gaslager statisch lagerbar ist.

Der Wasserstoffspeicher ist dabei vorzugsweise ein Wasserstofftank. Das elektrisch angetriebene Rezirkulationsgebläse ist dabei vorzugsweise ein Radialverdichter. Als Gaslager wird dabei ein Lager verstanden, bei welchem in einem Lagerspalt zwischen einer Welle und einer Lagerschale ein Gasdruck aufgebaut wird, über welchen die Welle gelagert ist. Bei einem dynamischen Gaslager wird dieser Gasdruck ab einer bestimmten Drehzahl der Welle aufgebaut. Bei einem statischen Gaslager wird der Gasdruck durch ein von außen zugeführtes Gas aufgebaut, so dass die Welle bereits ab einem Start gelagert ist.

Die Erfindung hat den Vorteil, dass gerade bei einem Anlaufen oder bei einem Auslaufen des elektrischen Rezirkulationsgebläses ein Verschleiß in dem Gaslager vermieden werden kann. Dadurch wird die Haltbarkeit des

Rezirkulationsgebläses verlängert. Durch das Zuführen des Wasserstoffs, welches meist einen Mittel- oder Niederdruckniveau aufweist, muss keine zusätzliche Pumpe bereitgestellt werden, um ein Gas mit Druck dem Gaslager zur Verfügung zu stellen. Dadurch kann ein solches Brennstoffzellensystem wirtschaftlich bereitgestellt werden.

Ein solches Gaslager hat zudem vielfach eine Leckage. Durch ein Zuführen des Wasserstoffs in das Gaslager sind keine aufwendigen Abdichtungen des Lagers notwendig, um einen Austritt des Wasserstoffs aus dem Gaslager zu dem unverbrauchten Wasserstoff zu vermeiden. Dadurch kann ein solches

Brennstoffzellensystem wiederum wirtschaftlich bereitgestellt werden.

In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung weist das Brennstoffzellensystem einen Leitungsabschnitt auf, welcher mit der Wasserstoffzufuhrleitung und dem Rezirkulationsgebläse verbunden ist, so dass wenigstens ein Teil des

Wasserstoffs dem Gaslager zuführbar ist. Durch den Leitungsabschnitt wird eine einfach Verbindung zwischen dem Rezirkulationsgebläse und der

Wasserstoffzufuhrleitung geschaffen. Dieser Leitungsabschnitt ist dadurch unabhängig von der Wasserstoffzufuhrleitung und kann somit über ein Ventil separat geschaltet werden.

In einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung ist der Leitungsabschnitt zwischen einem Niederdruckabsperrventil und einem Wasserstoffdosierventil mit der Wasserstoffzufuhrleitung verbunden. Das Wasserstoffdosierventil dosiert dabei den Wasserstoff für die Brennstoffzelle. Dadurch kann ein Druck in dem Gaslager zur statischen Lagerung aufgebaut werden, bevor das

Wasserstoffdosierventil geöffnet wird. Es wird somit eine statische Lagerung bereits vor einem Anlaufen des Rezirkulationsgebläses gewährleistet, so dass der Verschleiß verringert werden kann.

Vorzugsweise weist der Leitungsabschnitt ein Zusatz-Wasserstoffdosierventil zum Dosieren des dem Gaslager des Rezirkulationsgebläses zugeführten Wasserstoffs, auf. Das Zusatz-Wasserstoffdosierventil kann dabei ebenso wie das Wasserstoffdosierventil eine Wasserstoffmenge dosieren, so dass die dem Gaslager zugeführte Wasserstoffmenge regelbar ist. Das Zusatz- Wasserstoffdosierventil in dem Leitungsabschnitt hat zusätzlich den Vorteil, dass dadurch ein Umschalten von einem statischen in einen dynamischen

Gaslagerbetrieb möglich ist. Bei dem dynamischen Gaslagerbetrieb ist das Zusatz-Wasserstoffdosierventil dabei geschlossen. Dadurch kann der

Wasserstoff aus der Wasserstoffzufuhrleitung ausschließlich direkt dem

Anodenraum zugeführt werden.

In einer vorteilhaften Weiterbildung ist der Leitungsabschnitt über einen Zusatz- Ausgang eines Wasserstoffdosierventils mit der Wasserstoffzufuhrleitung verbunden. Bei diesem Wasserstoffdosierventil werden mit einem Dichtsatz des Wasserstoffdosierventils zwei Ausgänge geschaltet. Dadurch ist kein

zusätzliches Wasserstoffdosierventil erforderlich, wodurch ein solches

Brennstoffzellensystem wirtschaftlich bereitgestellt werden kann.

Vorteilhafterweise ist der Leitungsabschnitt zwischen einem Druckminderer und einem Niederdruckabsperrventil mit der Wasserstoffzufuhrleitung verbunden. Dadurch kann ebenfalls ein Druck in dem Gaslager zur statischen Lagerung aufgebaut werden, bevor das Niederdruckabsperrventil oder das Wasserstoffdosierventil geöffnet wird. Dadurch kann somit vor einem Anlaufen des Rezirkulationsgebläses ein ausreichender Druck in dem Gaslager aufgebaut werden. Dadurch wird der Verschleiß in dem Gaslager insbesondere während eines Anlaufens oder eines Auslaufens vermindert. Vorzugsweise ist in dem Leitungsabschnitt ein Absperrventil angeordnet, so dass bei einer ausreichenden Drehzahl im Gaslager, bei welcher eine dynamische Lagerung sichergestellt ist, die Wasserstoffzufuhr gestoppt wird.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführung ist die Wasserstoffzufuhrleitung über das Rezirkulationsgebläse mit dem Anodenraum verbunden. Dadurch wird der gesamte dem Anodenraum zugeführte Wasserstoff zuerst in das Gaslager eingebracht. Der Wasserstoff liegt dadurch zuerst an dem Gaslager an, so dass bei einem Anlaufen des Rezirkulationsgebläses eine statische Lagerung vorliegt. Diese statische Lagerung wird dabei während des gesamten Betriebs der Brennstoffzelle realisiert. Dadurch wird ein Verschleiß des Gaslagers minimiert, so dass die Haltbarkeit des Rezirkulationsgebläses verlängert wird. Zusätzlich ist lediglich ein einziges Wasserstoffdosierventil notwendig. Dadurch kann das Brennstoffzellensystem wirtschaftlich realisiert werden.

Die Erfindung wird zusätzlich durch ein Rezirkulationsgebläse zum Einsatz in dem erfindungsgemäßen Brennstoffzellensystem gelöst. Das

Rezirkulationsgebläse umfasst dabei wenigstens eine Verdichtergruppe, über welche Wasserstoff verdichtbar ist, einen Elektromotor, über welchen die Verdichtergruppe elektrisch antreibbar ist, ein Gaslager, über welches die Verdichtergruppe lagerbar ist, und ein Zuleitungsmittel, über welches dem Gaslager ein Gas zur statischen Lagerung zuleitbar ist, wobei das Gas ein Teil des von einem Wasserstoffspeicher einer Brennstoffzelle des

Brennstoffzellensystems zugeleiteten Wasserstoffs ist, und wobei das Gaslager eine Lagerleckage aufweist, über die der zugeleitete Wasserstoff in die

Verdichtergruppe ableitbar ist.

Als Zuleitungsmittel im Sinne der Erfindung wird jedes bauliche Anordnung verstanden, über welche Gas dem Gaslager zuführbar ist. Eine Lagerleckage ist dabei ein Gasstrom, welcher aufgrund eines undichten Gaslagers, dieses Gaslager verlässt. Folglich muss diese Lagerleckage durch zusätzliches dem Gaslager zugeführten Gas ausgeglichen werden. Das Rezirkulationsgebläse ist dabei baulich derart angepasst, dass die Lagerleckage in die Verdichtergruppe ableitbar ist. Dies bedeutet, dass keine Abdichtung zwischen dem Gaslager und der Verdichtergruppe vorhanden ist.

Durch den ständigen Austausch des dem Gaslager zugeführten trockenen Wasserstoffs wird das sich in dem Gaslager und im Rezirkulationsgebläse ansammelnde Wasser abgeführt, so dass das Gaslager und der Rest des Rezirkulationsgebläses getrocknet wird. Dadurch kann eine Korrosion an den Bauteilen des Rezirkulationsgebläses durch das korrosive Wasser vermindert werden. Eine Haltbarkeit des Rezirkulationsgebläses wird dadurch verlängert. Auch können dadurch weniger korrosionsbeständige Materialien gewählt werden, welche preiswerter sind.

Darüber hinaus gibt die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben des

Rezirkulationsgebläses an, wobei in einem Drehzahlbereich unterhalb einer Grenzdrehzahl dem Gaslager Wasserstoff zugeführt wird, so dass eine statische Lagerung des Gaslagers ermöglicht wird, und in einem Drehzahlbereich oberhalb der Grenzdrehzahl der zugeführte Wasserstoff wenigstens teilweise reduziert wird.

Als Grenzdrehzahl im Sinne der Erfindung wird dabei eine vorgegebene oder berechnete Drehzahl des Rezirkulationsgebläses verstanden. Diese Drehzahl kann dabei eine Drehzahl sein, bei welcher ein dynamischer Betrieb des

Gaslagers gewährleistet ist. Ebenso kann die Grenzdrehzahl auch eine Drehzahl sein, bei welcher der Übergang zwischen statischer und dynamischer Lagerung beginnt.

Das Verfahren hat den Vorteil, dass nicht unnötig dem Gaslager Wasserstoff zugeführt werden muss. Dadurch kann das Brennstoffzellensystem wirtschaftlich betrieben werden. Zusätzlich kann der Verschleiß des Rezirkulationsgebläses verringert werden.

Vorzugsweise wird eine Zufuhr des Wasserstoffs in das Gaslager oberhalb der Grenzdrehzahl gestoppt. Bevorzugt ist die Grenzdrehzahl dabei die Drehzahl, bei welcher ein dynamischer Betrieb des Gaslagers gewährleistet ist. Dies hat den Vorteil, dass kein Dosierventil notwendig ist.

Bei einer vorteilhaften Ausführung wird eine Zufuhr des Wasserstoffs in das Gaslager nach Erreichen der Grenzdrehzahl linear mit einer Erhöhung der Drehzahl reduziert. Die Grenzdrehzahl ist dabei vorzugsweise eine Drehzahl, bei welcher ein Übergangsbereich, zwischen dem statischen und dynamischen Betrieb des Gaslagers, beginnt. Dadurch kann bereits mit zunehmenden Anteil an dynamischer Lagerung die Wasserstoffzufuhr entsprechend reduziert werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:

Figur 1 Erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen

B ren nstoff ze 11 e nsyste ms ,

Figur 2 Zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen

Brennstoffzellensystems,

Figur 3 Drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen

Brennstoffzellensystems,

Figur 4 Viertes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen

Brennstoffzellensystems,

Figur 5 Ausführungsbeispiel eines elektrisch angetriebenen

Rezirkulationsgebläses für das Brennstoffzellensystem,

Figur 6 Erstes Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zum Betreiben eines

Rezirkulationsgebläses, und

Figur 7 Zweites Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zum Betreiben eines

Rezirkulationsgebläses. In Figur 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen

Brennstoffzellensystems 10 gezeigt. Das Brennstoffzellensystem 10 umfasst dabei eine Brennstoffzelle 14, bei welcher hier lediglich ein Anodenraum 18 gezeigt ist. Dieser Anodenraum 18 ist über eine Wasserstoffzufuhrleitung 22 mit einem Wasserstoffspeicher 26, welcher hier als Wasserstofftank ausgebildet ist, fluidisch verbunden. In der Wasserstoffzufuhrleitung 22 ist stromabwärts des Wasserstoffspeichers 26 ein Tank- Absperrventil 30 angeordnet, um eine Wasserstoffversorgung aus dem Wasserstoffspeicher 26 abzusperren.

Stromabwärts des Tank- Absperrventils 30 ist ein Druckminderer 34 in der Wasserstoffzufuhrleitung 22 angeordnet, um den hohen Druck des

Wasserstoffspeichers 26 auf ein Niederdruckniveau zu bringen. Stromabwärts zu diesem Druckminderer 34 ist ein Niederdruckabsperrventil 38 in der

Wasserstoffzufuhrleitung 22 angeordnet, um eine Wasserstoffversorgung im Niederdruckbereich zu unterbrechen. Zwischen dem Niederdruckabsperrventil 38 und einem Eingang 42 des Anodenraums 18 ist ein Wasserstoffdosierventil 46 angeordnet, über welches die Wasserstoffmenge, die in den Anodenraum 18 geleitet wird, dosiert werden kann. Die Wasserstoffmenge wird dabei derart dosiert, dass die Brennstoffzelle 14 überstöchiometrisch betrieben wird.

Nach einem Ausgang 50 des Anodenraumes 18 ist ein Kondensatabscheider 54 angeordnet. Über den Kondensatabscheider 54 ist das Kondensat, welches sich in dem den Anodenraum 18 verlassenden unverbrauchten Wasserstoff angesammelt hat, abgebbar. Der unverbrauchte Wasserstoff kann anschließend in einem Anodenkreislauf 58 zu dem Eingang 42 des Anodenraumes 18 zurückgeführt werden. Aufgrund der Druckdifferenz Dr zwischen dem Eingang 42 und dem Ausgang 50 des Anodenraumes 18 ist ein elektrisch angetriebenes Rezirkulationsgebläse 62 notwendig. Dieses Rezirkulationsgebläse 62 ist in dem Anodenkreislauf 58 zwischen dem Ausgang 50 und dem Eingang 42 des Anodenraumes 18 angeordnet. Dadurch kann der den Ausgang 50 des

Anodenraumes 18 verlassende unverbrauchte Wasserstoff dem Anodenraum 18 zugeführt werden. In Strömungsrichtung nach dem Anodenkreislauf ist eine Purge-Ventil 64 angeordnet, über welches die sich im Anodenkreislauf 58 ansammelnden Verunreinigungen entfernt werden können. In dem ersten Ausführungsbeispiel weist das Brennstoffzellensystems 10 zusätzlich einen Leitungsabschnitt 66 auf, über welchen einem Gaslager 70 (siehe Figur 5) des Rezirkulationsgebläses 62 Wasserstoff zuführbar ist. Dadurch kann dem Gaslager 70 insbesondere in einer Anlauf- oder Auslaufphase

Wasserstoff zugeführt werden, so dass ein statisches Gaslager 70 gebildet wird. Der Leitungsabschnitt 66 ist dabei zwischen dem Niederdruckabsperrventil 38 und dem Wasserstoffdosierventil 46 mit der Wasserstoffzufuhrleitung 22 verbunden. Es kann dadurch ein Teil des Wasserstoffs dem Gaslager 70 zugeführt werden, so dass zusätzlich eine Ansammlung von Wasser in dem Rezirkulationsgebläse 62 durch den trockenen Wasserstoff aus dem

Rezirkulationsgebläse 62 abführbar ist. Um den dem Rezirkulationsgebläse 62 zugeführten Wasserstoff zu kontrollieren, ist in dem Leitungsabschnitt 66 ein Zusatz-Wasserstoffdosierventil 74 angeordnet.

Figur 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen

Brennstoffzellensystems 10. Dieses zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich im Wesentlichen von dem in Figur 1 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel darin, dass der Leitungsabschnitt 66 von einem Zusatz-Ausgang 78 des

Wasserstoffdosierventils 46 abgeht. Dadurch ist ein Zusatz- Dosierventil 74 im Leitungsabschnitt 66, wie in Figur 1 gezeigt, nicht notwendig.

In Figur 3 ist ein drittes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen

Brennstoffzellensystems 10 gezeigt. Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen darin, dass der gesamte Wasserstoff, der dem Anodenraum 18 vom Wasserstoffspeicher 26 zugeführt wird, über das Rezirkulationsgebläse 62 geleitet wird. Die

Wasserstoffzufuhrleitung 22 ist somit direkt mit dem Rezirkulationsgebläse 62 verbunden. Dadurch ist ein Leitungsabschnitt 66, wie er in den Figuren 1 und 2 gezeigt ist, nicht erforderlich. Auch ist ein Zusatz-Wasserstoffdosierventil 74, wie in Figur 1 gezeigt, nicht notwendig. Durch die in Figur 3 gezeigt Anordnung kann eine hohe Menge an Wasser innerhalb des Rezirkulationsgebläses 62 ausgefördert werden.

Figur 4 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen

Brennstoffzellensystems 10. Das vierte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel nach Figur 1 darin, dass der

Leitungsabschnitt 66 zwischen dem Druckminderer 34 und dem

Niederdruckabsperrventil 38 mit der Wasserstoffzufuhrleitung 22 verbunden ist. Dadurch ist in dem Leitungsabschnitt 66 anstelle eines Zusatz- Wasserstoffdosierventils 74 ein Zusatz-Absperrventil 82 angeordnet, mit welchem eine Wasserstoffversorgung des Rezirkulationsgebläses 62 absperrbar ist.

Figur 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel des elektrisch angetriebenen

Rezirkulationsgebläses 62 für das Brennstoffzellensystem 10. Das

Rezirkulationsgebläse 62 umfasst dabei eine Verdichtergruppe 86, welche in diesem Ausführungsbeispiel als Verdichterrad ausgebildet ist. Über die

Verdichtergruppe 86 ist der unverbrauchte Wasserstoff, welcher hier als

Wasserstoffrezirkulationsstrom 88 gezeigt ist, von dem Ausgang 50 zu dem Eingang 42 des Anodenraums 18 förderbar. Die Verdichtergruppe 86 ist mit einer Welle 90 verbunden, welche über zwei Gaslager 70 in dem

Rezirkulationsgebläse 62 gelagert ist. Das Rezirkulationsgebläse 62 weist zusätzlich Zuleitungsmittel 94 auf, welches in diesem Ausführungsbeispiel in Form von mehreren radial verlaufenden Kanälen ausgebildet ist, über welches frischer Wasserstoff, welcher hier als Wasserstoffzuleitungsstrom 96 gezeigt ist, in das Gaslager 70 eingeleitet werden kann. Dadurch bildet sich ein radiales Gaspolster 98 in dem Gaslager 70 aus, über welches die Welle 90 statisch lagerbar ist. Zusätzlich bildet sich ein axiales Gaspolster 102 zu dem Gaslager 70 aus.

Das Gaslager 70 weist eine Lagerleckage 106 auf, über die der in das Gaslager 70 zugeleitete Wasserstoff in die Verdichtergruppe 86 ableitbar ist. Dadurch wird der dem Gaslager 70 zugeleitete Wasserstoff ebenso wie der unverbrauchte Wasserstoff zu dem Eingang 42 des Anodenraumes 18 befördert. Das Gaslager 70 wird dadurch ständig mit dem zugeleiteten Wasserstoff gespült, so dass Feuchtigkeit aus dem Gaslager 70 ausgefördert werden kann.

Das Rezirkulationsgebläse 62 weist zusätzlich einen Elektromotor 110 auf, über den die Verdichtergruppe 86 antreibbar ist. In diesem Ausführungsbeispiel weist der Elektromotor 110 einen Rotor 114 auf, welcher zwischen den beiden Gaslagern 70 mit der Welle 90 verbunden ist. Der Rotor 114 ist radial von einem Stator 118 des Elektromotors 110 umgeben, über den der Rotor 114 antreibbar ist. An dem Stator 118 sind radial außenliegend Kühlrippen 122 angeordnet, über die der Stator 118 kühlbar ist. Das Rezirkualtionsgebläse 62 weist zusätzlich ein Gehäuse 126 auf, in welchem die Verdichtergruppe 86, die Gaslager 70 und der Elektromotor 110 aufgenommen sind. Dieses Gehäuse 126 ist dabei gekapselt ausgebildet, so dass der dem Gaslager 70 zugeleitete Wasserstoff nicht an die Umgebung abgegeben wird, sondern zu dem Eingang 42 des Anodenraumes 18 geleitet werden kann.

Figur 6 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zum Betreiben des Rezirkulationsgebläses 62. In dieser Figur ist ein Graph dargestellt, wobei hier auf einer X-Achse die Drehzahl N des Rezirkulationsgebläses 62 und auf der Y- Achse eine Menge des dem Gaslager 70 zugeleiteten Wasserstoffs aufgetragen ist. Der in das Gaslager 70 zugeleitete Wasserstoff kann dabei beispielweise über das Zusatz-Absperrventil 82 gesteuert werden. Ab einer Grenzdrehzahl N _G wird die Zufuhr des zugeleiteten Wasserstoffs in das Gaslager 70 gestoppt. Die Grenzdrehzahl N _G kann dabei eine Drehzahl N des Rezirkulationsgebläses 62 sein, bei welcher eine dynamische Lagerung des Gaslagers 70 möglich ist.

Ebenso kann der zugeleitete Wasserstoff erneut zugeführt werden, wenn die Drehzahl N die Grenzdrehzahl N _G unterschreitet. Dadurch kann auch bei einem Auslaufen des Rezirkulationsgebläses 62 eine ausreichende Lagerung in den Gaslagern 70 sichergestellt werden.

In Figur 7 ist ein zweites Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zum Betreiben des Rezirkulationsgebläses 62 gezeigt. Dieses Ausführungsbeispiel

unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel in Figur 6 dadurch, dass ab der Grenzdrehzahl N _G die Zufuhr linear mit zunehmender Drehzahl N verringert wird. Diese Verringerung des zugeleiteten Wasserstoffs kann beispielweise über das Zusatz-Wasserstoffdosierventil 74 gesteuert werden. In diesem Beispiel wird ab einer zweiten Grenzdrehzahl N2 _G die Steigung der linearen Reduzierung zusätzlich erhöht, so dass die Zufuhr des zugeleiteten Wasserstoffs bei einer vorbestimmten Drehzahl Nx gestoppt wird. Der Drehzahlbereich zwischen der Grenzdrehzahl NG und der vorbestimmten Drehzahl Nx kann dabei ein Drehzahlbereich sein, bei welchem ein Übergang zwischen einer statischen zu einer dynamischen Lagerung des Gaslagers 70 vorliegt. Mit einem Annähern an die vorbestimmte Drehzahl Nx überwiegt dabei der dynamische Anteil der Lagerung, so dass die Wasserstoffzufuhr zur statischen Lagerung des Gaslagers 70 dementsprechend reduziert werden kann. Ebenso wie bei dem Ausführungsbeispiel in Figur 6 kann der zugeleitete

Wasserstoff erneut zugeführt werden, wenn die Drehzahl N die vorbestimmte Grenzdrehzahl Nx unterschreitet. Dadurch kann auch bei einem Auslaufen des Rezirkulationsgebläses 62 eine ausreichende Lagerung in den Gaslagern 70 sichergestellt werden.