燃料电池的活化方法技术

本发明专利技术公开了一种燃料电池的活化方法，所述燃料电池的阳极板和阴极板被膜电极组件间隔开，阳极入口与阴极出口位于膜电极组件的第一端、阳极出口与阴极入口位于膜电极组件的第二端，活化方法包括：获取第一端压力差；如果第一端压力差超过阈值，则抬高阴极入口压力，以降低第一端压力差。由此，不仅可以避免较大的压力差直接作用到膜电极组件上，避免膜电极组件出现机械性能损伤，减缓膜电极组件的老化速度，延长膜电极组件以及燃料电池的使用寿命，而且可以避免阴极侧的水力直径受到膜电极组件挤压，以避免阴极侧的水力直径出现变化，从而使阴极侧的排水特性保持稳定，改善阴极侧的排水效果，避免阴极侧出现水淹现象，提高燃料电池工作稳定性。电池工作稳定性。电池工作稳定性。

【技术实现步骤摘要】
燃料电池的活化方法


[0001]本专利技术涉及燃料电池
，尤其是涉及一种燃料电池的活化方法。

技术介绍

[0002]燃料电池在正式投入使用前，必须对膜电极组件(MEA)进行活化测试，去除膜电极组件和燃料电池组制造过程中引入的残留杂质，活化不能参与反应的催化剂金属反应位点、确保反应物至催化剂的转移路径、并通过充分水合电解质膜和电极中含有的电解质来确保氢离子的转移路径。
[0003]相关技术中，在燃料电池的活化过程中，阴极板和阳极板的入口压力保持在固定值，随着电流密度的上升，气体流量不断上升，会导致气体的进出口之间产生压降。尤其是当燃料电池的阴极板和阳极板的气体流动方向相反时，会在阳极入口与阴极出口处的膜电极组件两侧形成一个较大的压力差，压差的产生会对膜电极组件的机械性能造成损伤。当此压差超过膜电极组件的承受能力，会加速膜电极组件的老化，甚至可能造成膜电极组件的破裂导致电堆损坏，且膜电极组件两侧压差过大，会导致燃料电池阴极侧分配区的水力直径降低，产生水淹现象。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种燃料电池的活化方法，所述活化方法可以降低膜电极组件两侧的压力差，避免膜电极组件出现老化甚至破裂，并可以改善活化过程中，燃料电池的阴极侧的排水性能。
[0005]根据本申请第一方面实施例的燃料电池的活化方法，所述燃料电池的阳极板和阴极板被膜电极组件间隔开，阳极入口与阴极出口位于膜电极组件的第一端、阳极出口与阴极入口位于所述膜电极组件的第二端，所述活化方法包括：获取第一端压力差；如果所述第一端压力差超过阈值，则抬高阴极入口压力，以降低第一端压力差。
[0006]根据本专利技术实施例的燃料电池的活化方法，实时获取第一端压力差，并在压力差超过阈值时，通过抬高阴极入口压力，以降低膜电极组件朝向阴极侧的运动幅度，不仅可以避免较大的压力差直接作用到膜电极组件上，避免膜电极组件出现机械性能损伤，减缓膜电极组件的老化速度，延长膜电极组件以及燃料电池的使用寿命，而且可以避免阴极侧的水力直径受到膜电极组件挤压，以避免阴极侧的水力直径出现变化，从而使阴极侧的排水特性保持稳定，改善阴极侧的排水效果，以避免阴极侧出现水淹现象，提高燃料电池活化后的工作稳定性。
[0007]根据本申请的一些实施例，抬高阴极入口压力的同时，抬高阳极入口压力。
[0008]在一些实施例中，所述阳极入口压力大于所述阴极入口压力。
[0009]根据本申请的一些实施例，还包括：获取所述燃料电池的电流密度，根据所述电流密度，设定初始阳极入口压力和初始阴极入口压力。
[0010]在一些实施例中，如果所述燃料电池处于高电密条件下，则设定初始阳极入口压
力和初始阴极入口压力为高压；如果所述燃料电池处于低电密条件下，则设定初始阳极入口压力和初始阴极入口压力为低压。
[0011]进一步地，所述获取第一端压力差包括：获取所述初始阳极入口压力，获取阳极出口压力；获取所述初始阴极入口压力，获取阴极出口压力；所述初始阳极入口压力-阴极出口压力＝第一端压力差。
[0012]可选地，所述阴极出口压力＝初始阴极入口压力-阴极压降，所述阳极出口压力＝初始阳极入口压力-阳极压降。
[0013]根据本申请的一些实施例，还包括：继续获取所述第一端压力差。
[0014]在一些实施例中，所述燃料电池活化过程中的最低活化电压为0.2v。
[0015]进一步地，所述阴极入口压力小于所述阳极出口压力。
[0016]本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0017]本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0018]图1是根据本申请实施例的燃料电池活化过程中的膜电极组件位移示意图；
[0019]图2是现有技术的燃料电池活化过程中膜电极组件的位移示意图。
[0020]附图标记：
[0021]膜电极组件10，阳极入口20，阳极出口30，阴极入口40，阴极出口50。
具体实施方式
[0022]下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。
[0023]首先，如图2所示，现有技术中，在对燃料电池的活化过程中，阴极入口40和阳极入口20的压力保持固定，随着电流密度的上升，气体流量不断上升，会导致阳极入口20与阳极出口30之间的产生压降，阴极入口40与阴极出口50之间产生压降。
[0024]导致阳极入口20与阴极出口50之间产生较大的压力差，该压力差会导致膜电极组件10朝向阴极侧运动(参见图2的虚线部分)，造成膜电极组件的机械性能损伤，当压力差超过膜电极组件10的承受能力后，会加速膜电极组件10的老化，甚至造成膜电极组件10的破裂，进而导致电堆损坏。
[0025]同时，阳极入口20与阳极出口30之间的压降产生、阴极入口40与阴极出口50之间的压降产生均与气体流量、压力以及水力直径有关(用于将燃料电池工作产物排出的路径)，同等压力下，流量越大压降越大，同等流量下，压力越大压降越小，水力直径越大，压降越小。
[0026]基于此，在现有的燃料电池的(电堆)活化过程中，当电流密度较低时，电压过高会降低流量，引起燃料电池内部出现水淹现象(即燃料电池工作产物无法及时排出，堆积在阴极侧)，进而当电流密度较高时，阴极压降变大，导致膜电极组件10的端部两侧的压力差进
一步增大，降低水力直径，水淹现象进一步恶化。
[0027]下面参考图1-图2描述根据本专利技术实施例的燃料电池的活化方法。
[0028]如图1所示，根据本申请第一方面实施例的燃料电池的活化方法，燃料电池的阳极板和阴极板被膜电极组件间隔开，阳极入口20与阴极出口50位于膜电极组件的第一端、阳极出口30与阴极入口40位于膜电极组件的第二端。
[0029]其中，活化方法包括：获取第一端压力差；如果第一端压力差超过阈值，则抬高阴极入口40压力，以降低第一端压力差。
[0030]可以理解的是，阈值代表压力差的阈值，不同规格、尺寸的燃料电池的阈值不同，本领域技术人员在实际应用本申请方法过程中，可以合理设置，
[0031]具体而言，本申请的燃料电池的活化方法，首先，获取阳极入口20和阴极出口50所在的第一段的压力差，进而当压力差超过第一阈值时，则判定膜电极组件10会在压力差的作用下朝向阴极侧运动，并抬高阴极入口40的压力，如上述，随着阴极入口40的压力上升，使阴极入口40与阴极出口50之间的压降减小，以通过抬高阴极入口40的压力，使阴极出口50的压力更高，确保阳极入口20与阴极出口50之间的压力差在阈值内，以有本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池的活化方法，其特征在于，所述燃料电池的阳极板和阴极板被膜电极组件间隔开，阳极入口(20)与阴极出口(50)位于膜电极组件的第一端、阳极出口(30)与阴极入口(40)位于所述膜电极组件的第二端，所述活化方法包括：获取第一端压力差；如果所述第一端压力差超过阈值，则抬高阴极入口(40)压力，以降低第一端压力差。2.根据权利要求1所述的燃料电池的活化方法，其特征在于，抬高阴极入口(40)压力的同时，抬高阳极入口(20)压力。3.根据权利要求2所述的燃料电池的活化方法，其特征在于，所述阳极入口(20)压力大于所述阴极入口(40)压力。4.根据权利要求1所述的燃料电池的活化方法，其特征在于，还包括：获取所述燃料电池的电流密度，根据所述电流密度，设定初始阳极入口压力和初始阴极入口压力。5.根据权利要求4所述的燃料电池的活化方法，其特征在于，如果所述燃料电池处于高电密条件下，则设定初始阳极入口压力和初始阴极入口压力为...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯晓玲，
申请(专利权)人：未势能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：