Verfahren zum Ermitteln der Brennstoffkonzentration in einem Anodenkreislauf, Brennstoffzellenvorrichtung und Kraftfahrzeug

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung der Brennstoffkonzentration in einem Anodenkreislauf (7) eines einen Anodeneinlass (6) und einen Anodenauslass (3) umfassenden Brennstoffzellenstapels (4) einer Brennstoffzellenvorrichtung (1), wobei dem Anodenauslass (3) eine in den Anodenabgasstrom eingebrachte Sensormessstelle (12) mit einem Drucksensor (p2p4) und einem Temperatursensor (T2T2) zugeordnet ist, umfassend die Schritte: - Ermitteln eines Wasserdampfanteils (yH2Ovapsat) des am Anodenauslass (3) vorhandenen Gasgemisches mit der Annahme, dass an der Sensormessstelle (12) vollständig gesättigter Wasserdampf vorliegt, durch Bildung des Quotienten aus dem Wasserdampfpartialdruck (ppartH2ovapsat) anhand der bekannten Sättigungsdampfdruckkurve für Wasserdampf und aus einem vom Drucksensor (p2p4) gemessenen Druckwert, - Ermitteln eines Stickstoffanteils (yN2) des am Anodenauslass (3) vorhandenen Gasgemisches durch Bildung des Quotienten aus dem Stickstoffpartialdruck (ppartN2) und dem vom Drucksensor (p2p4) gemessenen Druckwert, wobei der Stickstoffpartialdruck (ppartN2) aus der thermischen Zustandsgleichung idealer Gase ermittelt wird anhand eines vom Temperatursensor (T2T2) gemessenen Temperaturwerts, einem bekannten oder geschätzten Gasvolumen (VAnode) im Anodenkreislauf (7) und einer im Anodenkreislauf (7) vorhandenen bekannten oder ermittelten Stickstoffmasse (mN2), und - Ermitteln des Brennstoffanteils (yH2) anhand des ermittelten Wasserdampfanteils (yH2ovapsat) und des ermittelten Stickstoffanteils (yN2). Die Erfindung betrifft außerdem ein Kraftfahrzeug.