WO2006029688A1 - Local power supplied vending machine - Google Patents

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WO2006029688A1
WO2006029688A1 PCT/EP2005/009002 EP2005009002W WO2006029688A1 WO 2006029688 A1 WO2006029688 A1 WO 2006029688A1 EP 2005009002 W EP2005009002 W EP 2005009002W WO 2006029688 A1 WO2006029688 A1 WO 2006029688A1
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vending machine
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supply
fuel
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PCT/EP2005/009002
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Inventor
Jürgen Utschig
Josef Bayer
Original Assignee
Sielaff Gmbh & Co. Kg Automatenbau
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Publication date
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    • Y02T90/40Application of hydrogen technology to transportation, e.g. using fuel cells

Definitions

  • the invention relates to a vending machine with local power supply and a use.
  • vending machines which are often referred to in the relevant literature as a self-seller, are generally known in a variety of different configurations and variants, so that their detailed structure and operation will not be discussed in more detail below.
  • Such vending machine devices require an energy supply for their function, for example for dispensing the goods, for controlling, for input, for cooling, for lighting, etc.
  • the simplest form of energy supply is the network operation in which the vending machine is connected to a mains voltage. Above all, vending machines which are installed in the outer area, but also sometimes Tomatoes placed indoors within a closed building often do not have a mains connection. For the energy supply of the vending machine, a local energy supply is required here.
  • a local power supply consists of a conventional, non-rechargeable battery.
  • This solution is not very pragmatic, since the battery is discharged very quickly, especially in the case of frequent use of the vending machine and in vending machines which, due to their function, have a very high energy consumption.
  • the non-rechargeable batteries would then have to be exchanged very frequently, which however requires a local service. This is a very costly solution.
  • rechargeable batteries known as rechargeable batteries or short rechargeable batteries
  • these batteries must be recharged on a case-by-case basis, for example, by connecting to a power outlet. It is also problematic here that such a network connection is very often not available.
  • Modern charging machines are equipped with photovoltaic elements (solar cells) for charging the rechargeable batteries, in which the energy is obtained by means of solar technology.
  • solar cells photovoltaic elements
  • solar cells when using solar cells for the supplementary energy supply, it must be remembered that they only supply electricity as long as they are also exposed to solar radiation or any other artificial radiation. Vending machines, however, are very often placed on shaded places.
  • the present invention is based on the object, another power supply for a vending machine provide.
  • an improved local " power supply for a vending machine is to be provided.
  • Demge ⁇ is provided according to:
  • a vending machine with local energy supply in which the local energy supply contains at least one fuel cell. (Claim 1)
  • the present invention is based on the idea of providing a fuel cell for this purpose.
  • Fuel cells have been well known for many years and have the advantage of very high electrical efficiency with low emissions. Such fuel cells are particularly suitable for mobile, but also for stationary applications. Since pure water is produced as a reaction product in the fuel cell, the fuel cell is also a very environmentally friendly energy supply, which is very attractive in particular for future applications.
  • the fuel cell is a so-called polymer electrolyte membrane Fuel cell or short a PEM fuel cell vorgese ⁇ hen.
  • PEM fuel cells are uncomplicated in their handling and have a high power density with low weight. Instead of pure oxygen, the PEM fuel cell requires only atmospheric oxygen as the reaction gas. The hydrogen for the reaction is generated by means of a reformer.
  • the electrolyte used here is in particular a proton-conducting polymer-electrolyte-solid membrane of sulfonated polymer. Since the power output of a PEM fuel cell can be regulated with very great dynamics, it is outstandingly suitable for mobile use and for decentralized energy supply, as is required in the vending machine. Another advantage of PEM fuel cells is their great potential for mass production, since the cost of a cell block of a PEM fuel cell is in the range of less than 100 euros / kilowatt.
  • the fuel cell may be formed as an alkaline fuel cell or short as an AFC fuel cell.
  • AFC fuel cells are the only fuel cells known today which require purest oxygen and purest hydrogen for energy conversion since even the slightest impurities could destroy the fuel cell. If ambient air is used instead of the oxygen, the carbon dioxide present in the ambient air must be completely removed before the actual reaction in order to avoid a "poisoning" of the electrolyte and thus a deterioration of its function.
  • the electrolyte used here is mainly potassium hydroxide solution. Due to the fact that AFC fuel cells can be produced relatively cheaply even in very small quantities, they are particularly well suited for use in vending machines. Another advantage of AFC fuel cells is their low operating temperature.
  • the fuel cell may also be designed as a solid oxide fuel cell or, for short, as an SOFC fuel cell.
  • SOFC fuel cells are particularly suitable for mobile applications, for example for replacement in the vending machine or in addition to an accumulator and / or disposable battery present in the vending machine.
  • the SOFC fuel cell works with atmospheric oxygen and hydrogen.
  • a fuel for example, Erd- / Bio- or coal gas was ⁇ used, from which the hydrogen is generated by means of a reformer.
  • gasoline can be used, but before the fuel cell a technically simple reformer and desulfurization must be supplied.
  • the operating temperature is Be ⁇ relatively high and is in the range of 800 C 0 - 1000 C. This high temperature 0 allows a cell internal part reforming of natural gas to hydrogen. The cost of hydrogen production thus drops considerably.
  • a direct methanol fuel cell or DMFC fuel cell may be used as the fuel cell.
  • DMFC fuel cells are particularly suitable for small, portable applications and for local, decentralized power supplies.
  • the DMFC fuel cell is the only fuel cell that does not work with hydrogen, but with methanol as the production medium. This methanol is much easier to store than other fuel media, such as hydrogen.
  • a reformer for conversion can be dispensed with here, since the fuel cell itself converts methanol into hydrogen protons, free electrons and carbon dioxide. Due to the missing reformer, the DMFC fuel cell is best suited for use in decentralized devices, such as in a vending machine, as it comes closest to the goal of the simplest possible source of energy.
  • Electrolyte is used here a proton-conducting polymer electrolyte membrane.
  • PAFC phosphoric acid fuel cell
  • MCFC fuel cell molten carbonate fuel cell
  • the local energy supply has a tank or a container in which the fuel for the fuel cell is stored.
  • fuel for example, liquid hydrogen can be used.
  • Alternative fuels include methanol, natural gas, gasoline, biogas, coal gas and carbon monoxide.
  • a reformer is arranged between the tank and the fuel cell, to which the fuel is supplied from the tank.
  • the reformer generates pure hydrogen by catalysis.
  • a single fuel cell supplies only an electrical voltage of about 1 volt. Since this is not sufficient for most applications in a vending machine, several individual fuel cells are preferably connected in series one behind the other in order to achieve higher voltages.
  • Such a stack of fuel cells is also referred to as a stack.
  • a fuel cell application for the local power supply in a vending machine has at least twelve individual fuel cells to provide a supply Voltage of about 12 volts for supplying the vending machine to provide ten.
  • the fuel cell arrangement preferably has more than twelve such individual fuel cells, for example fifteen individual fuel cells.
  • the individual fuel cells or fuel cell stacks can also be arranged parallel to one another, in order thereby to provide a higher current.
  • a further, supplementary energy supply can be provided.
  • a photovoltaic element which supplies current and / or voltage for supplying energy to the vending machine from natural or artificial light is suitable as a supplementary energy supply.
  • the supplementary energy supply can also contain a rechargeable battery (rechargeable battery) and / or a non-rechargeable battery (monobloc battery).
  • the supplementary energy supply can also be a power supply network to which the vending machine is connected.
  • the local energy supply formed as a fuel cell and the supplementary energy supplies can preferably also be linked to one another, so that overall an intelligent energy management for the vending machine can be provided.
  • At least one current / voltage regulator arrangement is provided between the supply outlet of the fuel cells and a load.
  • the supply current provided by the fuel cells on the output side or the supply voltage provided can be set to a constant current or adjust to a constant voltage value. This ensures that unwanted deviations, such as voltage and / or current peaks, are corrected by means of the voltage / current regulator.
  • a measuring device which detects the state of the electrolyte within the fuel cell. Furthermore, a further measuring device can be provided, which detects the filling level of the tank. By means of a control device provided for this purpose, the values recorded by the measuring devices, that is to say the fill level of the tank, can be evaluated.
  • FIG. 1 shows a block diagram for the representation of a vending machine with a local energy supply according to the invention.
  • Fig. 1 is denoted by reference numeral 1 Ver ⁇ the automatic vending machine according to the invention.
  • the vending machine 1 has a local power supply 2, which is connected via a controllable switch 3 with a consumer (load) 4.
  • the controllable switch 3 can be designed as an actuating element of the vending machine 1 or be connected to such. Upon actuation of this actuating element, the controllable switch 3 is closed and a supply current 12 is supplied to the consumer 4.
  • the consumer 4 designates any ohmic and / or capacitive consumer and can be, for example, the dispensing mechanism, the lighting, the cooling, etc. of the vending machine 1.
  • the remaining functional components and elements of the automatic vending machine 1 for example the goods receiving device, the goods dispensing device, input keyboard, Münzauf ⁇ acceptance and coin dispensing device, display (Dis ⁇ play), cooling, lighting, etc. and the like are for better clarity not shown in FIG. 1.
  • the local energy supply 2 has a fuel cell arrangement 5.
  • the fuel cell arrangement 5 has fifteen individual fuel cells ⁇ , which are arranged in series with one another. On the output side, the fuel cell arrangement 5 generates a supply potential V 1 and a supply current II. In the example shown, that is fifteen fuel cells 6, the supply voltage V 1 is approximately 15 volts.
  • a current-voltage regulator 7 is also provided.
  • the current-voltage regulator 7 generates from the supply current Il and the supply voltage Vl a regulated supply current II or a regulated supply voltage V2, which can be supplied to the load 4.
  • the local energy supply 2 also has a tank 8 or another container which serves to receive the fuel. Between the tank 8 and the fuel line assembly 5, a reformer 9 is further arranged, to which the fuel 10 is supplied from the tank 8. Contains the tank 8 as fuel hydrogen, can be advantageously dispensed with the reformer. The reformer 9 generates on the output side from the fuel 10 hydrogen 11, which is the fuel cell assembly 5 is supplied. In addition, the fuel cell assembly 5 is also ambient air 12, in which thus contains oxygen, fed. Of course, instead of using ambient air 12, it is also possible to use " purest oxygen stored in a dedicated tank (not shown in FIG. 1).
  • Fuel cells convert chemical energy directly into electricity.
  • the operating principle here is the reverse reaction of the known electrolysis, in which water and oxygen are produced from water.
  • the hydrogen molecules split into their two hydrogen atoms.
  • Each hydrogen atom gives off an electron which migrates to the cathode via an electrical conductor. It flows through an electric current that can be used. This leaves behind positively charged hydrogen ions (H +).
  • H + positively charged hydrogen ions
  • On the cathode side te oxygen molecules under the influence of Kataly ⁇ in their two oxygen atoms. These then each take on two electrons, whereby negatively charged Sau ⁇ erstoffionen arise.
  • the hydrogen ions migrate from the anode side through the electrolyte which passes through positive hydrogen particles onto the cathode side. There they combine with the negatively charged oxygen ions to form water.
  • the efficiency is the most important characteristic of a fuel cell. It describes the relationship between inserted and usable energy, ie the E- energy yield of the fuel cell. With today's fuel cells, efficiencies of up to 70% can be achieved, depending on the fuel cell type used.
  • vending machines can be embodied in a multiplicity of different applications, for example as cigarette vending machines, vending machines, machines for dispensing prepaid cards or telephone cards, money changers, machines for issuing parking tickets, city maps, hygiene articles and like.
  • Reference list for example as cigarette vending machines, vending machines, machines for dispensing prepaid cards or telephone cards, money changers, machines for issuing parking tickets, city maps, hygiene articles and like.
  • V1 supply voltages II, 12 supply currents GND reference potential

Abstract

The invention relates to a vending machine provided with a local power supply. According to said invention, the local power supply comprises at least one fuel cell. The use of the fuel cell for supplying power to the vending machine is also disclosed.

Description

Verkaufsautomat mit lokaler Energieversorgung Vending machine with local energy supply
B e s c h r e i b u n gDescription
Die Erfindung betrifft einen Verkaufsautomaten mit lokaler Energieversorgung sowie eine Verwendung.The invention relates to a vending machine with local power supply and a use.
Verkaufsautomaten, die in der einschlägigen Literatur häufig auch als Selbstverkäufer bezeichnet werden, sind in einer Vielzahl unterschiedlicher Ausgestaltungen und Varianten allgemein bekannt, so dass auf deren detaillierten Aufbau und Funktionsweise nachfolgend nicht näher eingegangen wird. Lediglich zum allgemeinen Hintergrund solcher Verkaufsauto¬ maten sei auf die Deutsche Offenlegungsschrift DE 296 20 666 Al und die Deutsche Patentschrift DE 35 00 855 C2 verwiesen. Solche Verkaufsautomatenbenötigen benötigen für deren Funk¬ tion, beispielsweise zur Ausgabe der Waren, zur Steuerung, zur Eingabe, zur Kühlung, zur Beleuchtung, etc., eine Ener¬ gieversorgung.Vending machines, which are often referred to in the relevant literature as a self-seller, are generally known in a variety of different configurations and variants, so that their detailed structure and operation will not be discussed in more detail below. For the general background of such vending machines, reference is made to German laid-open specification DE 296 20 666 A1 and German patent specification DE 35 00 855 C2. Such vending machine devices require an energy supply for their function, for example for dispensing the goods, for controlling, for input, for cooling, for lighting, etc.
Für die Energieversorgung des Verkaufsautomaten sind je nach Applikation und Aufstellort unterschiedliche Varianten be¬ kannt, die nachfolgend kurz beschrieben werden sollen:Depending on the application and installation site, different variants are known for the power supply of the vending machine, which are briefly described below:
Die einfachste Form der Energieversorgung ist der Netzbe¬ trieb, bei dem der Verkaufsautomat an einer Netzspannung an¬ geschlossen ist. Vor allem Verkaufsautomaten, die im Außen¬ bereich aufgestellt werden, aber auch bisweilen Verkaufsau- tomaten, die im Innenbereich innerhalb eines geschlossenen Gebäudes aufgestellt werden, verfügen sehr häufig nicht über einen Netzanschluss. Für die Energieversorgung des Verkaufs¬ automaten ist hier eine lokale Energieversorgung erforder¬ lich.The simplest form of energy supply is the network operation in which the vending machine is connected to a mains voltage. Above all, vending machines which are installed in the outer area, but also sometimes Tomatoes placed indoors within a closed building often do not have a mains connection. For the energy supply of the vending machine, a local energy supply is required here.
Im einfachsten Fall besteht eine lokale Energieversorgung aus einer herkömmlichen, nicht wiederaufladbaren Batterie. Diese Lösung ist wenig pragmatisch, da die Batterie vor al¬ lem beim häufigen Gebrauch des Verkaufsautomaten sowie bei solchen Verkaufsautomaten, die funktionsbedingt einen sehr hohen Energieverbrauch aufweisen, sehr schnell entladen ist. Die nicht wiederaufladbaren Batterien müssten dann sehr häu¬ fig ausgetauscht werden, was allerdings einen Vorortservice erforderlich macht. Dies ist eine sehr kostenintensive Lö¬ sung.In the simplest case, a local power supply consists of a conventional, non-rechargeable battery. This solution is not very pragmatic, since the battery is discharged very quickly, especially in the case of frequent use of the vending machine and in vending machines which, due to their function, have a very high energy consumption. The non-rechargeable batteries would then have to be exchanged very frequently, which however requires a local service. This is a very costly solution.
Darüber hinaus werden zur lokalen Energieversorgung auch wiederaufladbare Batterien, so genannte Akkumulatoren oder kurz Akkus, verwendet. Allerdings müssen diese Akkus von Fall zu Fall wieder aufgeladen werden, beispielsweise durch Anschließen an einen Netzanschluss. Problematisch ist auch hier, dass ein solcher Netzanschluss sehr häufig nicht ver¬ fügbar ist. Zum Aufladen der Akkumulatoren sind moderne Ver¬ kaufsautomaten mit photovoltaische Elemente (Solarzellen) ausgestattet, bei der die Energie mittels Solartechnik ge¬ wonnen. Allerdings ist bei der Verwendung von Solarzellen für die ergänzende Energieversorgung zu bedenken, dass diese nur solange Strom liefern, wenn sie auch der Sonnenstrahlung bzw. irgendeiner anderen künstlichen Strahlung ausgesetzt sind. Verkaufsautomaten sind allerdings sehr häufig an abge¬ schatteten Plätzen aufgestellt sind.In addition, rechargeable batteries, known as rechargeable batteries or short rechargeable batteries, are used for the local energy supply. However, these batteries must be recharged on a case-by-case basis, for example, by connecting to a power outlet. It is also problematic here that such a network connection is very often not available. Modern charging machines are equipped with photovoltaic elements (solar cells) for charging the rechargeable batteries, in which the energy is obtained by means of solar technology. However, when using solar cells for the supplementary energy supply, it must be remembered that they only supply electricity as long as they are also exposed to solar radiation or any other artificial radiation. Vending machines, however, are very often placed on shaded places.
Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine andere Energieversorgung für einen Verkaufsautomaten bereitzustellen. Insbesondere soll eine verbesserte lokale "Energieversorgung für einen Verkaufsautomaten bereitgestellt werden.The present invention is based on the object, another power supply for a vending machine provide. In particular, an improved local " power supply for a vending machine is to be provided.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch einen Verkaufsauto¬ maten mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch eine Verwendung mit den Merkmalen des Anspruchs 13 gelöst. Demge¬ mäß ist vorgesehen:According to the invention, this object is achieved by a vending machine with the features of claim 1 and by a use having the features of claim 13. Demge¬ is provided according to:
Ein Verkaufsautomat mit lokaler Energieversorgung, bei dem die lokale Energieversorgung zumindest eine Brennstoffzel¬ le enthält. (Anspruch 1)A vending machine with local energy supply, in which the local energy supply contains at least one fuel cell. (Claim 1)
Eine Verwendung einer Brennstoffzelle zur Energieversor¬ gung eines Verkaufsautomaten. (Anspruch 13)A use of a fuel cell for Energieversor¬ supply of a vending machine. (Claim 13)
In völliger Abkehr von bisherigen Lösungen zur Energiever¬ sorgung von Verkaufsautomaten liegt der vorliegenden Erfin¬ dung die Idee zugrunde, hierfür eine Brennstoffzelle vorzu¬ sehen. Brennstoffzellen (engl.: fuel cell) sind seit vielen Jahren allgemein bekannt und weisen den Vorteil eines sehr hohen elektrischen Wirkungsgrades bei geringen Emissionen auf. Solche Brennstoffzellen eignen sich insbesondere für mobile, aber auch für stationäre Anwendungen. Da als Reakti¬ onsprodukt in der Brennstoffzelle reines Wasser entsteht, ist die Brennstoffzelle auch eine sehr umweltfreundliche Energieversorgung, was insbesondere für zukünftige Anwendun¬ gen sehr attraktiv ist.In complete departure from previous solutions for the energy supply of vending machines, the present invention is based on the idea of providing a fuel cell for this purpose. Fuel cells have been well known for many years and have the advantage of very high electrical efficiency with low emissions. Such fuel cells are particularly suitable for mobile, but also for stationary applications. Since pure water is produced as a reaction product in the fuel cell, the fuel cell is also a very environmentally friendly energy supply, which is very attractive in particular for future applications.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfin¬ dung ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen sowie der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnung.Advantageous embodiments and further developments of the invention will become apparent from the further subclaims and the description with reference to the drawing.
In einer sehr vorteilhaften Ausgestaltung ist als Brenn¬ stoffzelle eine so genannte Polymer-Elektrolyt-Membran- Brennstoffzelle oder kurz eine PEM-Brennstoffzelle vorgese¬ hen. PEM-Brennstoffzellen sind in ihrer Handhabung unkompli¬ ziert und weisen bei geringem Gewicht eine hohe Leistungs¬ dichte auf. PEM-Brennstoffzelle benötigten statt reinem Sau¬ erstoff nur Luftsauerstoff als Reaktionsgas. Der Wasserstoff für die Reaktion wird mit Hilfe einer Reformers erzeugt. Als Elektrolyt kommt hier von allem eine Protonen-leitende Poly¬ mer-Elektrolyt-Feststoff-Membrane aus sulfoniertem Polymer zum Einsatz. Da sich die Leistungsabgabe einer PEM-Brenn- stoffzelle mit sehr großer Dynamik regeln lässt, eignet sie sich hervorragend für den mobilen Einsatz und für die dezen¬ trale Energieversorgung, wie sie im Verkaufsautomaten erfor¬ derlich ist. Ein weiterer Vorteil von PEM-Brennstoffzellen ist deren großes Potenzial für die Massenfertigung, da die Kosten eines Zellblocks einer PEM-Brennstoffzelle im Bereich von unter 100 Euro/Kilowatt liegt.In a very advantageous embodiment, the fuel cell is a so-called polymer electrolyte membrane Fuel cell or short a PEM fuel cell vorgese¬ hen. PEM fuel cells are uncomplicated in their handling and have a high power density with low weight. Instead of pure oxygen, the PEM fuel cell requires only atmospheric oxygen as the reaction gas. The hydrogen for the reaction is generated by means of a reformer. The electrolyte used here is in particular a proton-conducting polymer-electrolyte-solid membrane of sulfonated polymer. Since the power output of a PEM fuel cell can be regulated with very great dynamics, it is outstandingly suitable for mobile use and for decentralized energy supply, as is required in the vending machine. Another advantage of PEM fuel cells is their great potential for mass production, since the cost of a cell block of a PEM fuel cell is in the range of less than 100 euros / kilowatt.
In einer zusätzlichen oder alternativen Ausgestaltung kann die Brennstoffzelle als alkalische Brennstoffzelle oder kurz als AFC-Brennstoffzelle ausgebildet sein. AFC-Brennstoff- zellen sind die einzigen, heute bekannten Brennstoffzellen, die reinsten Sauerstoff und reinsten Wasserstoff zur Ener¬ gieumwandlung benötigen, da schon geringste Verunreinigungen die Brennstoffzelle zerstören könnten. Wird Umgebungsluft statt des Sauerstoffs verwendet, muss das in der Umgebungs¬ luft befindliche Kohlendioxid vor der eigentlichen Reaktion vollständig entfernt werden, um eine "Vergiftung" des Elekt¬ rolyts und damit eine Verschlechterung dessen Funktion zu vermeiden. Als Elektrolyt dient hier vor allem Kalilauge. Aufgrund der Tatsache, dass AFC-Brennstoffzellen sich auch in sehr kleinen Stückzahlen relativ preiswert herstellen lassen, eignen sie sich besonders gut für den Einsatz in Verkaufsautomaten. Ein weiterer Vorteil von AFC-Brennstoff- zellen besteht in deren geringer Betriebstemperatur. In einer zusätzlichen oder alternativen Ausgestaltung kann die Brennstoffzelle auch als Festoxid-Brennstoffzelle oder kurz als SOFC-Brennstoffzelle ausgebildet sein. Solche SOFC- BrennstoffZellen eignen sich insbesondere für mobile Anwen¬ dungen, beispielsweise für den Ersatz im Verkaufsautomaten oder in Ergänzung eines im Verkaufsautomaten vorhandenen Ak¬ kumulator und/oder Einmalbatterie. Die SOFC-Brennstoffzelle arbeitet mit Luftsauerstoff und Wasserstoff. Als Brennstoff kann beispielsweise Erd-/Bio- oder Kohlegas verwendet wer¬ den, aus dem mittels eines Reformers der Wasserstoff erzeugt wird. Alternativ kann auch Benzin verwendet werden, das aber vor der Brennstoffzelle einem technisch einfachen Reformer und einer Entschwefelung zugeführt werden muss. Die Be¬ triebstemperatur ist aber relativ hoch und liegt im Bereich von 8000C - 1.0000C. Diese hohe Temperatur erlaubt eine zellinterne Teilreformierung von Erdgas zu Wasserstoff. Der Aufwand für die Wasserstofferzeugung sinkt damit erheblich.In an additional or alternative embodiment, the fuel cell may be formed as an alkaline fuel cell or short as an AFC fuel cell. AFC fuel cells are the only fuel cells known today which require purest oxygen and purest hydrogen for energy conversion since even the slightest impurities could destroy the fuel cell. If ambient air is used instead of the oxygen, the carbon dioxide present in the ambient air must be completely removed before the actual reaction in order to avoid a "poisoning" of the electrolyte and thus a deterioration of its function. The electrolyte used here is mainly potassium hydroxide solution. Due to the fact that AFC fuel cells can be produced relatively cheaply even in very small quantities, they are particularly well suited for use in vending machines. Another advantage of AFC fuel cells is their low operating temperature. In an additional or alternative embodiment, the fuel cell may also be designed as a solid oxide fuel cell or, for short, as an SOFC fuel cell. Such SOFC fuel cells are particularly suitable for mobile applications, for example for replacement in the vending machine or in addition to an accumulator and / or disposable battery present in the vending machine. The SOFC fuel cell works with atmospheric oxygen and hydrogen. As a fuel, for example, Erd- / Bio- or coal gas wer¬ used, from which the hydrogen is generated by means of a reformer. Alternatively, gasoline can be used, but before the fuel cell a technically simple reformer and desulfurization must be supplied. However, the operating temperature is Be¬ relatively high and is in the range of 800 C 0 - 1000 C. This high temperature 0 allows a cell internal part reforming of natural gas to hydrogen. The cost of hydrogen production thus drops considerably.
In einer zusätzlichen oder alternativen Ausgestaltung kann als Brennstoffzelle eine Direktmethanol-Brennstoffzelle oder DMFC-Brennstoffzelle verwendet werden. Solche DMFC-Brenn- stoffzellen eignen sich insbesondere für kleine, tragbare Anwendungen und für lokale, dezentrale Energieversorgungen. Die DMFC-Brennstoffzelle ist die einzige Brennstoffzelle, die nicht mit Wasserstoff, sondern mit Methanol als Endukti- onsmedium arbeitet. Dieses Methanol lässt sich gegenüber an¬ deren Brennstoffmedien, wie Wasserstoff, sehr viel leichter speichern. Auf einen Reformer zur Umwandlung kann hier ver¬ zichtet werden, da die Brennstoffzelle selbst Methanol in Wasserstoffprotonen, freie Elektronen und Kohlendioxid um¬ wandelt. Durch den fehlenden Reformer ist die DMFC-Brenn- stoffzelle für den Einsatz in dezentralen Geräten, wie in einem Verkaufsautomat, am besten geeignet, da sie dem Ziel der möglichst einfachen Energiequelle am nächsten kommt. Als Elektrolyt wird hier eine Protonen-leitende Polymer- Elektrolyt-Membrane eingesetzt.In an additional or alternative embodiment, a direct methanol fuel cell or DMFC fuel cell may be used as the fuel cell. Such DMFC fuel cells are particularly suitable for small, portable applications and for local, decentralized power supplies. The DMFC fuel cell is the only fuel cell that does not work with hydrogen, but with methanol as the production medium. This methanol is much easier to store than other fuel media, such as hydrogen. A reformer for conversion can be dispensed with here, since the fuel cell itself converts methanol into hydrogen protons, free electrons and carbon dioxide. Due to the missing reformer, the DMFC fuel cell is best suited for use in decentralized devices, such as in a vending machine, as it comes closest to the goal of the simplest possible source of energy. When Electrolyte is used here a proton-conducting polymer electrolyte membrane.
Neben den eben genannten Brennstoffzellen kommen zusätzlich oder alternativ selbstverständlich auch andere Brennstoff¬ zellentypen, wie beispielsweise die aus der Kraftwärmekopp¬ lung bekannte PAFC-Brennstoffzelle (PAFC = phosphoric acid fuel cell) oder die Schmelzkarbonatbrennstoffzelle (MCFC- Brennstoffzelle; MCFC = molten carbonate fuel cell) in Fra¬ ge.In addition to the fuel cells just mentioned, of course, other types of fuel cells, such as, for example, the known from Kraftwärmekopp¬ ment PAFC fuel cell (PAFC = phosphoric acid fuel cell) or the molten carbonate fuel cell (MCFC fuel cell, MCFC = molten carbonate fuel cell ) in question.
In einer typischen Ausgestaltung weist die lokale Energie¬ versorgung einen Tank oder einen Behälter auf, in dem der Brennstoff für die Brennstoffzelle gelagert ist. Als Brenn¬ stoff kann beispielsweise flüssiger Wasserstoff verwendet werden. Alternative Brennstoffe sind zum Beispiel Methanol, Erdgas, Benzin, Biogas, Kohlegas und Kohlenmonoxid.In a typical embodiment, the local energy supply has a tank or a container in which the fuel for the fuel cell is stored. As fuel, for example, liquid hydrogen can be used. Alternative fuels include methanol, natural gas, gasoline, biogas, coal gas and carbon monoxide.
Insbesondere bei Verwendung von nicht hochreinem Wasserstoff als Brennstoff muss dieses erst aus dem Brennstoff erzeugt werden. Zu diesem Zwecke ist zwischen dem Tank und der Brennstoffzelle ein Reformer angeordnet, dem der Brennstoff aus dem Tank zugeführt wird. Der Reformer erzeugt beispiels¬ weise durch Katalyse reinen Wasserstoff.In particular, when using not high purity hydrogen as fuel, this must be generated only from the fuel. For this purpose, a reformer is arranged between the tank and the fuel cell, to which the fuel is supplied from the tank. By way of example, the reformer generates pure hydrogen by catalysis.
Nach den Gesetzen der Elektrochemie liefert eine einzelne Brennstoffzelle nur eine elektrische Spannung von etwa 1 Volt. Da dies für die meisten Anwendungen in einem Verkaufs¬ automaten nicht ausreicht, werden vorzugsweise mehrere ein¬ zelne Brennstoffzellen in Serie hintereinander geschaltet, um damit höhere Spannungen zu erzielen. Ein solcher Stapel an Brennstoffzellen wird auch als Stack bezeichnet. Eine BrennstoffZeilenanwendung für die lokale Energieversorgung in einem Verkaufsautomaten weist beispielsweise zumindest zwölf einzelner Brennstoffzellen auf, um eine Versorgungs- Spannung von etwa 12 Volt zur Versorgung des Verkaufsautoma¬ ten zur Verfügung zu stellen. Vorzugsweise weist die Brenn¬ stoffZellenanordnung zur Bereitstellung einer für Verkaufs¬ automaten geeigneten, höherer Versorgungsspannung mehr als zwölf solcher einzelner Brennstoffzellen auf, beispielsweise fünfzehn einzelne Brennstoffzellen. In einer zusätzlichen o- der alternativen Ausgestaltung können die einzelnen Brenn¬ stoffzellen oder Brennstoffzellen-Stacks auch parallel zu¬ einander angeordnet sein, um dadurch einen höheren Strom zur Verfügung zu stellen.According to the laws of electrochemistry, a single fuel cell supplies only an electrical voltage of about 1 volt. Since this is not sufficient for most applications in a vending machine, several individual fuel cells are preferably connected in series one behind the other in order to achieve higher voltages. Such a stack of fuel cells is also referred to as a stack. For example, a fuel cell application for the local power supply in a vending machine has at least twelve individual fuel cells to provide a supply Voltage of about 12 volts for supplying the vending machine to provide ten. In order to provide a higher supply voltage suitable for vending machines, the fuel cell arrangement preferably has more than twelve such individual fuel cells, for example fifteen individual fuel cells. In an additional or alternative embodiment, the individual fuel cells or fuel cell stacks can also be arranged parallel to one another, in order thereby to provide a higher current.
In einer sehr vorteilhaften Ausgestaltung kann in Ergänzung zu der Brennstoffzelle eine weitere, ergänzende Energiever¬ sorgung vorgesehen sein. Als ergänzende Energieversorgung eignet sich beispielsweise ein photovoltaisches Element, welches aus natürlichem oder künstlichem Licht Strom und/ oder Spannung zur Energieversorgung des Verkaufsautomaten liefert. Zusätzlich oder alternativ kann die ergänzende E- nergieversorgung auch eine wiederaufladbare Batterie (Akku¬ mulator) und/oder eine nicht wiederaufladbare Batterie (Ein¬ malbatterie) enthalten. In einer weiteren Ausgestaltung kann die ergänzende Energieversorgung auch ein Stromversorgungs¬ netz sein, an dem der Verkaufsautomat angeschlossen ist. Vorzugsweise können die als Brennstoffzelle ausgebildete lo¬ kale Energieversorgung sowie die ergänzenden Energieversor¬ gungen je nach Applikation auch miteinander verknüpft wer¬ den, so dass sich insgesamt ein intelligentes Energiemanage¬ ment für den Verkaufsautomaten bereitstellen lässt.In a very advantageous embodiment, in addition to the fuel cell, a further, supplementary energy supply can be provided. For example, a photovoltaic element which supplies current and / or voltage for supplying energy to the vending machine from natural or artificial light is suitable as a supplementary energy supply. Additionally or alternatively, the supplementary energy supply can also contain a rechargeable battery (rechargeable battery) and / or a non-rechargeable battery (monobloc battery). In a further embodiment, the supplementary energy supply can also be a power supply network to which the vending machine is connected. Depending on the application, the local energy supply formed as a fuel cell and the supplementary energy supplies can preferably also be linked to one another, so that overall an intelligent energy management for the vending machine can be provided.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist zwischen dem Ver¬ sorgungsausgang der Brennstoffzellen und einer Last zumin¬ dest eine Strom-/Spannungs-Regleranordnung vorgesehen. Mit¬ tels dieses Reglers lässt sich der von den Brennstoffzellen ausgangsseitig bereitgestellte Versorgungsstrom bzw. die be¬ reitgestellte Versorgungsspannung auf einen konstanten Strom bzw. auf einen konstanten Spannungswert einregeln. Somit wird sichergestellt, dass unerwünschte Abweichungen, wie zum Beispiel Spannungs- und/oder Stromspitzen, mittels des Span- nungs-/Strom-Reglers ausgeregelt werden.In an advantageous embodiment, at least one current / voltage regulator arrangement is provided between the supply outlet of the fuel cells and a load. By means of this regulator, the supply current provided by the fuel cells on the output side or the supply voltage provided can be set to a constant current or adjust to a constant voltage value. This ensures that unwanted deviations, such as voltage and / or current peaks, are corrected by means of the voltage / current regulator.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist eine Messeinrich¬ tung vorgesehen, die den Zustand des Elektrolyts innerhalb der Brennstoffzelle erfasst. Ferner kann eine weiter Mess¬ einrichtung vorgesehen sein, die den Füllstand des Tanks er¬ fasst. Mittels einer eigens dafür vorgesehenen Steuerein¬ richtung können die von den Messeinrichtungen aufgenommenen Werte, das heißt den Füllstand des Tanks ausgewertet werden.In an advantageous embodiment, a measuring device is provided which detects the state of the electrolyte within the fuel cell. Furthermore, a further measuring device can be provided, which detects the filling level of the tank. By means of a control device provided for this purpose, the values recorded by the measuring devices, that is to say the fill level of the tank, can be evaluated.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand des in der einzigen Figur der Zeichnung angegebenen Ausführungsbeispiels be¬ schrieben: Es zeigt dabei:The invention will be described below with reference to the exemplary embodiment given in the single FIGURE of the drawing: It shows:
Fig. 1 ein Blockschaltbild zur Darstellung eines Ver¬ kaufsautomaten mit erfindungsgemäßer lokaler Ener¬ gieversorgung.1 shows a block diagram for the representation of a vending machine with a local energy supply according to the invention.
In Fig. 1 ist mit Bezugszeichen 1 der erfindungsgemäße Ver¬ kaufsautomat bezeichnet. Der Verkaufsautomat 1 weist eine lokale Energieversorgung 2 auf, die über einen steuerbaren Schalter 3 mit einem Verbraucher (Last) 4 verbunden ist. Der steuerbare Schalter 3 kann als Betätigungselement des Ver¬ kaufsautomaten 1 ausgebildet sein oder mit einem solchen verbunden sein. Bei Betätigung dieses Betätigungselementes wird der steuerbare Schalter 3 geschlossen und ein Versor¬ gungsstrom 12 wird dem Verbraucher 4 zugeführt. Der Verbrau¬ cher 4 bezeichnet einen beliebigen ohmschen und/oder kapazi¬ tiven Verbraucher und kann beispielsweise der Ausgabemecha¬ nismus, die Beleuchtung, die Kühlung, etc. des Verkaufsauto¬ maten 1 sein. Die übrigen funktionalen Komponenten und Elemente des Ver¬ kaufsautomaten 1, beispielsweise die Warenaufnahmeeinrich- tung, die Warenausgabeeinrichtung, Eingabetastatur, Münzauf¬ nahme- und Münzausgabeeinrichtung, Anzeigeeinrichtung (Dis¬ play) , Kühlung, Beleuchtung, etc. und dergleichen sind der besseren Übersichtlichkeit halber in der Fig. 1 nicht darge¬ stellt worden.In Fig. 1 is denoted by reference numeral 1 Ver¬ the automatic vending machine according to the invention. The vending machine 1 has a local power supply 2, which is connected via a controllable switch 3 with a consumer (load) 4. The controllable switch 3 can be designed as an actuating element of the vending machine 1 or be connected to such. Upon actuation of this actuating element, the controllable switch 3 is closed and a supply current 12 is supplied to the consumer 4. The consumer 4 designates any ohmic and / or capacitive consumer and can be, for example, the dispensing mechanism, the lighting, the cooling, etc. of the vending machine 1. The remaining functional components and elements of the automatic vending machine 1, for example the goods receiving device, the goods dispensing device, input keyboard, Münzauf¬ acceptance and coin dispensing device, display (Dis¬ play), cooling, lighting, etc. and the like are for better clarity not shown in FIG. 1.
Erfindungsgemäß weist die lokale Energieversorgung 2 eine BrennstoffZeilenanordnung 5 auf. Im vorliegenden Ausfüh¬ rungsbeispiel weist die BrennstoffZellenanordnung 5 fünfzehn einzelne Brennstoffzellen β auf, die in Reihe zueinander an¬ geordnet sind. Die BrennstoffZeilenanordnung 5 erzeugt aus- gangsseitig ein Versorgungspotenzial Vl und einen Versor¬ gungsstrom II. Im gezeigten Beispiel, also bei fünfzehn Brennstoffzellen 6, beträgt die Versorgungsspannung Vl etwa 15 Volt.According to the invention, the local energy supply 2 has a fuel cell arrangement 5. In the present embodiment, the fuel cell arrangement 5 has fifteen individual fuel cells β, which are arranged in series with one another. On the output side, the fuel cell arrangement 5 generates a supply potential V 1 and a supply current II. In the example shown, that is fifteen fuel cells 6, the supply voltage V 1 is approximately 15 volts.
Zwischen dem Betätigungselement 3 und der Brennstoffzellen- anordnung 5 ist ferner ein Strom-Spannungs-Regler 7 vorgese¬ hen. Der Strom-Spannungs-Regler 7 erzeugt aus dem Versor¬ gungsstrom Il und der Versorgungsspannung Vl einen geregel¬ ten Versorgungsstrom Il bzw. eine geregelte Versorgungsspan¬ nung V2, welche der Last 4 zuführbar ist.Between the actuating element 3 and the fuel cell arrangement 5, a current-voltage regulator 7 is also provided. The current-voltage regulator 7 generates from the supply current Il and the supply voltage Vl a regulated supply current II or a regulated supply voltage V2, which can be supplied to the load 4.
Die lokale Energieversorgung 2 weist ferner einen Tank 8 o- der einen sonstiges Behältnis auf, die der Aufnahme des Brennstoffes dienen. Zwischen dem Tank 8 und der Brennstoff- Zeilenanordnung 5 ist ferner ein Reformer 9 angeordnet, dem der Brennstoff 10 aus dem Tank 8 zugeführt wird. Enthält der Tank 8 als Brennstoff Wasserstoff, kann vorteilhafterweise auf den Reformer verzichtet werden. Der Reformer 9 erzeugt ausgangsseitig aus dem Brennstoff 10 Wasserstoff 11, welches der Brennstoffzellenanordnung 5 zugeführt wird. Zusätzlich wird der BrennstoffZeilenanordnung 5 auch Umgebungsluft 12, in der somit Sauerstoff enthalten ist, zugeführt. Statt der Verwendung von Umgebungsluft 12 kann selbstverständlich" auch reinster Sauerstoff, der in einem eigens dafür vorgesehenen Tank (in Fig. 1 nicht dargestellt) gelagert ist, verwendet werden.The local energy supply 2 also has a tank 8 or another container which serves to receive the fuel. Between the tank 8 and the fuel line assembly 5, a reformer 9 is further arranged, to which the fuel 10 is supplied from the tank 8. Contains the tank 8 as fuel hydrogen, can be advantageously dispensed with the reformer. The reformer 9 generates on the output side from the fuel 10 hydrogen 11, which is the fuel cell assembly 5 is supplied. In addition, the fuel cell assembly 5 is also ambient air 12, in which thus contains oxygen, fed. Of course, instead of using ambient air 12, it is also possible to use " purest oxygen stored in a dedicated tank (not shown in FIG. 1).
Da der Aufbau einer Brennstoffzelle allgemein bekannt ist, wird auf die Beschreibung dessen detaillierten Aufbaus ver¬ zichtet. Nachfolgend soll allerdings kurz die Funktionsweise einer Brennstoffzelle beschrieben werden, da dies insbeson¬ dere bei der Auswahl des für den Verkaufsautomaten 1 am ge¬ eignetsten Brennstoffzellentyp wesentlich ist.Since the structure of a fuel cell is generally known, the description of its detailed structure is omitted. In the following, however, the mode of operation of a fuel cell will be briefly described, since this is essential in particular for selecting the most suitable fuel cell type for the vending machine 1.
Brennstoffzellen wandeln chemische Energie direkt in Elekt¬ rizität um. Das Funktionsprinzip ist hier die Umkehrreaktion der bekannten Elektrolyse, bei welcher aus Wasser Wasser¬ stoff und Sauerstoff erzeugt werden.Fuel cells convert chemical energy directly into electricity. The operating principle here is the reverse reaction of the known electrolysis, in which water and oxygen are produced from water.
Bei der sich in der Brennstoffzelle stattfindenden Reaktion spaltet sich Wasserstoffgas an der katalytisch aktiven Schicht der Anode zu Protonen (H+) und Elektronen (e-) auf. Die Protonen gelangen durch den Protonen-leitenden Elektro¬ lyt zur Kathode der Brennstoffzelle, während die Elektronen im äußeren Stromkreis elektrische Arbeit verrichten und an¬ schließend an die Kathode gelangen. Dort reagieren die Pro¬ tonen und Elektronen mit Sauerstoff zu Wasser. Zwischen Ano¬ de und Kathode entsteht eine Spannung, die im Ruhezustand etwa 1 Volt beträgt.In the reaction taking place in the fuel cell, hydrogen gas splits at the catalytically active layer of the anode into protons (H +) and electrons (e-). The protons pass through the proton-conducting electrolyte to the cathode of the fuel cell, while the electrons perform electrical work in the external circuit and subsequently reach the cathode. There, the protons and electrons react with oxygen to form water. Between Ano¬ de and cathode creates a voltage that is about 1 volt at rest.
An der mit Katalysatoren beschichteten Anode teilen sich die Wasserstoffmoleküle in ihre zwei Wasserstoffatome auf. Jedes Wasserstoffatom gibt ein Elektron ab, das über einen elekt¬ rischen Leiter zur Kathode wandert. Es fließt dadurch ein e- lektrischer Strom, der genutzt werden kann. Zurück bleiben positiv geladene Wasserstoffionen (H+) . Auf der Kathodensei- te teilen sich Sauerstoffmoleküle unter Einfluss von Kataly¬ satoren in ihre zwei Sauerstoffatome auf. Diese nehmen dann jeweils zwei Elektronen auf, wodurch negativ geladene Sau¬ erstoffionen entstehen. Die Wasserstoffionen wandern von der Anodenseite durch den Elektrolyten, der positive Wasser¬ stoffteilchen durchlässt, auf die Kathodenseite. Dort verei¬ nigen sie sich mit den negativ geladenen Sauerstoffionen zu Wasser.At the catalyst-coated anode, the hydrogen molecules split into their two hydrogen atoms. Each hydrogen atom gives off an electron which migrates to the cathode via an electrical conductor. It flows through an electric current that can be used. This leaves behind positively charged hydrogen ions (H +). On the cathode side te oxygen molecules under the influence of Kataly¬ in their two oxygen atoms. These then each take on two electrons, whereby negatively charged Sau¬ erstoffionen arise. The hydrogen ions migrate from the anode side through the electrolyte which passes through positive hydrogen particles onto the cathode side. There they combine with the negatively charged oxygen ions to form water.
Dieses Grundprinzip der Reaktion von Wasserstoff mit Sauer¬ stoff gilt für alle Brennstoffzellen gleichermaßen. Die Um¬ setzung sieht jedoch für die verschiedenen Typen der Brenn¬ stoffzellen sehr unterschiedlich aus. In Abhängigkeit von dem verwendeten Elektrolyten werden unterschiedliche Ionen ausgetauscht. Statt des reinen Sauerstoffs wird häufig ein¬ fach nur Umgebungsluft, das Sauerstoff enthält, verwendet. Neben Wasserstoff können Methanol, Erdgas oder Benzin als Brennstoffe eingesetzt werden. Erdgas oder Benzin müssen da¬ zu jedoch in einem eigens dafür vorgesehenen Reformer in Wasserstoff und Kohlendioxid umgewandelt werden. Wichtigstes Unterscheidungsmerkmal der verschiedenen Brennstoffzellen ist der Elektrolyt, der die beiden Reaktionspartner vonein¬ ander fernhält und der gleichzeitig einen Austausch von Io¬ nen zwischen Anode und Kathode gewährleistet. Ein solcher E- lektrolyt kann beispielsweise eine Membran sein, die Wasser¬ stoff oder Sauerstoff trennt, Wasserstoffionen jedoch pas¬ sieren lässt. Es existieren jedoch auch Elektrolyte aus flüssiger Kalilauge, geschmolzenen Salzen oder aus festen Keramikmaterialien. Von diesem Elektrolyten hängt zum einen die Art der ausgetauschten Ionen ab, sowie die Arbeitstempe¬ ratur, mit der die Brennstoffzelle betrieben wird.This basic principle of the reaction of hydrogen with oxygen applies equally to all fuel cells. The implementation, however, looks very different for the different types of fuel cells. Depending on the electrolyte used, different ions are exchanged. Instead of pure oxygen, often only ambient air containing oxygen is used. In addition to hydrogen, methanol, natural gas or gasoline can be used as fuels. However, natural gas or gasoline must be converted into hydrogen and carbon dioxide in a specially designed reformer. The most important distinguishing feature of the various fuel cells is the electrolyte, which keeps the two reaction partners away from one another and at the same time ensures an exchange of ions between the anode and the cathode. Such an electrolyte may for example be a membrane which separates hydrogen or oxygen, but allows hydrogen ions to pass through. However, there are also electrolytes of liquid potassium hydroxide, molten salts or solid ceramic materials. The type of exchanged ions depends on this electrolyte, as well as the working temperature with which the fuel cell is operated.
Neben der Gesamtleistung ist der Wirkungsgrad die wichtigste Kenngröße einer Brennstoffzelle. Er bezeichnet das Verhält¬ nis zwischen eingesetzter und nutzbarer Energie, also die E- nergieausbeute der Brennstoffzelle. Bei heutigen Brennstoff¬ zellen lassen sich Wirkungsgrade, je nach verwendetem Brenn¬ stoffzellentyp, von bis zu 70% erreicht werden.In addition to the overall performance, the efficiency is the most important characteristic of a fuel cell. It describes the relationship between inserted and usable energy, ie the E- energy yield of the fuel cell. With today's fuel cells, efficiencies of up to 70% can be achieved, depending on the fuel cell type used.
Obgleich die vorliegende Erfindung vorstehend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar.Although the present invention has been described above with reference to a preferred embodiment, it is not limited thereto, but modifiable in many ways.
Im Ausführungsbeispiel wurde lediglich ein einziger Verbrau¬ cher dargestellt. Es versteht sich von selbst, dass ein Ver¬ kaufsautomat typischerweise ein Vielzahl von Verbrauchern aufweist, die der Einfachheit halber allerdings in dem Aus¬ führungsbeispiel nicht dargestellt wurden.In the exemplary embodiment, only a single consumer has been illustrated. It goes without saying that a vending machine typically has a multiplicity of consumers, which, for the sake of simplicity, however, were not illustrated in the exemplary embodiment.
Auch der Aufbau einer BrennstoffZeilenanordnung mit 15 ein¬ zelnen Brennstoffzellen ist lediglich beispielhaft zu ver¬ stehen.The construction of a fuel cell arrangement with 15 individual fuel cells is also merely an example.
Statt der Verwendung eines Tanks oder eines Behälters für den Brennstoff (Wasserstoff) kann auch vorgesehen sein, dass dieser im Verkaufsautomat beispielsweise mittels Solarener¬ gie erzeugt wird, wenngleich klar ist, dass dies eine tech¬ nisch eine sehr aufwändige Implementierung darstellt. Denk¬ bar wäre auch, dass diese Erzeugung des Brennstoffes in Er¬ gänzung zu dem in dem Tank befindlichen Brennstoff erzeugt wird und somit zur ergänzenden Brennstoffversorgung vorgese¬ hen dient.Instead of using a tank or a container for the fuel (hydrogen), it can also be provided that it is generated in the vending machine, for example by means of solar energy, although it is clear that this represents a technically very complicated implementation. It would also be conceivable for this generation of the fuel to be produced in addition to the fuel in the tank and thus to serve as a supplementary fuel supply.
Die erfindungsgemäße Verkaufsautomaten können in einer Viel¬ zahl unterschiedlicher Anwendungen ausgebildet sein, so zum Beispiel als Zigarettenautomaten, Getränkeautomaten, Automa¬ ten zur Ausgabe von Prepaid-Karten oder Telefonkarten, Geld¬ wechsler, Automaten zur Ausgabe von Parktickets, Stadtplä¬ nen, Hygieneartikeln und dergleichen. B e z u g s z e i c h e n l i s t eThe vending machines according to the invention can be embodied in a multiplicity of different applications, for example as cigarette vending machines, vending machines, machines for dispensing prepaid cards or telephone cards, money changers, machines for issuing parking tickets, city maps, hygiene articles and like. Reference list
1 Verkaufsautomat1 vending machine
2 lokale Energieversorgung2 local power supply
3 steuerbarer Schalter, Betätigungselement3 controllable switch, actuator
4 Last, Verbraucher4 load, consumer
5 BrennstoffZeilenanordnung5 fuel cell assembly
6 einzelne Brennstoffzelle6 single fuel cell
7 Strom-/Spannungsregler7 current / voltage regulator
8 Tank, Behälter8 tank, container
9 Reformer9 reformers
10 Brennstoff10 fuel
11 Wasserstoff11 hydrogen
12 Sauerstoff12 oxygen
Vl, V2 Versorgungsspannungen II, 12 Versorgungsströme GND Bezugspotenzial V1, V2 supply voltages II, 12 supply currents GND reference potential

Claims

P at ent an sp rüche P at ent sp r es
1. Verkaufsautomat (1) mit lokaler Energieversorgung (2), da du r ch ge kenn z e i chne t , dass die lokale Energieversorgung (2) zumindest eine Brenn¬ stoffzelle (5) enthält.1. Vending machine (1) with local power supply (2), since you know ch ch t that the local power supply (2) contains at least one fuel cell (5).
2. Verkaufsautomat nach Anspruch 1, dadu r ch ge kenn z e i chnet , dass als Brennstoffzelle (5) eine PEM-Brennstoffzelle vorge¬ sehen ist.2. The vending machine according to claim 1, characterized in that a PEM fuel cell is provided as the fuel cell (5).
3. Verkaufsautomat nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, da du r ch ge kenn z e i chne t , dass als Brennstoffzelle (5) eine AFC-Brennstoffzelle vorge¬ sehen ist.3. Vending machine according to at least one of the preceding claims, since you ch el te ch e that tne fuel cell (5) is an AFC fuel cell vorge¬ seen.
4. Verkaufsautomat nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, da du r ch ge kenn z e i chne t , dass als Brennstoffzelle (5) eine SOFC-Brennstoffzelle vor¬ gesehen ist.4. Vending machine according to at least one of the preceding claims, since you ch el te ch e t that, as a fuel cell (5) an SOFC fuel cell vor¬ seen.
5. Verkaufsautomat nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, da du r ch ge kenn z e i chn e t , dass als Brennstoffzelle (5) eine DMFC-Brennstoffzelle vor¬ gesehen ist.5. vending machine according to at least one of the preceding claims, since you ch e r e ch e e s that e e that a fuel cell (5) is a DMFC fuel cell vor¬ seen.
6. Verkaufsautomat nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadu r ch ge kenn z e i chne t , dass ein Tank (8) vorgesehen ist, in dem der Brennstoff ge¬ lagert ist. 6. Vending machine according to at least one of the preceding claims, characterized in that a tank (8) is provided, in which the fuel is stored ge.
7. Verkaufsautomat nach Anspruch 6, dadu rch ge ke nn z ei chne t , dass zwischen dem Tank (8) und der Brennstoffzelle (5) ein Reformer (9) angeordnet ist, dem eingangsseitig der Brenn¬ stoff (10) aus dem Tank zuführbar ist, der den zugeführten Brennstoff (10) in Wasserstoff wandelt und der ausgangssei- tig den erzeugten Wasserstoff (11) für die Brennstoffzelle (5) bereit stellt.7. Vending machine according to claim 6, characterized in that a reformer (9) is arranged between the tank (8) and the fuel cell (5), on the input side the fuel (10) from the tank can be fed, which converts the supplied fuel (10) into hydrogen and the output side provides the generated hydrogen (11) for the fuel cell (5).
8. Verkaufsautomat nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, da dur ch ge kenn z ei chne t , dass mehrere einzelne Brennstoffzellen (5) vorgesehen sind, die bezüglich derer Versorgungsausgänge parallel und/oder in Reihe geschaltet angeordnet sind.8. vending machine according to at least one of the preceding claims, since dur ch ge chi t egg that several individual fuel cells (5) are provided, which are arranged in parallel with respect to their supply outputs and / or connected in series.
9. Verkaufsautomat nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadur ch g e kenn z e i chne t , dass die lokale Energieversorgung (2) zumindest eine ergän¬ zende Energieversorgung aufweist.9. Vending machine according to claim 1, characterized in that the local energy supply (2) has at least one supplementary energy supply.
10. Verkaufsautomat nach Anspruch 9, dadu r ch g e kenn z e i chne t , dass die ergänzende Energieversorgung zumindest ein photo- voltaisches Element und/oder zumindest eine wiederaufladbare Batterie (Akkumulator) und/oder zumindest eine Einmalbatte¬ rie aufweist.10. Vending machine according to claim 9, characterized in that the supplementary energy supply has at least one photovoltaic element and / or at least one rechargeable battery (accumulator) and / or at least one disposable battery.
11. Verkaufsautomat nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadur ch ge kenn z e i chne t , dass ein Stromregler und/oder ein Spannungsregler (7) vorge¬ sehen ist, der zwischen einem Versorgungsausgang der Brenn- stoffzelle (5) und einer Last (4) angeordnet ist und der den von der Brennstoffzelle (5) der Last (4) zugeführte Versor¬ gungsstrom (II) und/oder Versorgungsspannung (Vl) auf einen konstanten Strom- bzw. Spannungswert (12, V2) regelt.11. Vending machine according to at least one of the preceding claims, characterized in that a current regulator and / or a voltage regulator (7) is provided, which is connected between a supply output of the combustion Substance cell (5) and a load (4) is arranged and the supply of the fuel cell (5) of the load (4) supply current (II) and / or supply voltage (Vl) to a constant current or voltage value (12 , V2).
12. Verkaufsautomat nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadur ch ge kenn ze i chne t , dass eine Messeinrichtung vorgesehen ist, die den Zustand des Elektrolyts der Brennstoffzelle (5) erfasst und/oder den Füllstand des Tanks (8) erfasst und dass eine Steuervorrich¬ tung vorgesehen ist, die die von der Messeinrichtung gemes¬ senen Werte auswertet.12. Vending machine according to claim 1, characterized in that a measuring device is provided which detects the state of the electrolyte of the fuel cell (5) and / or detects the filling level of the tank (8) and that a Steuervorrich¬ device is provided which evaluates the measures measured by the measuring device senen values.
13. Verwendung einer Brennstoffzelle (5) zur Energieversor¬ gung eines Verkaufsautomaten (1) . 13. Use of a fuel cell (5) for Energieversor¬ supply of a vending machine (1).
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