使用不同热容的氢化物的燃料电池在低温下运行的方法及设备技术

公开了一种使用不同热容的燃料存储介质的燃料电池进行温度调节的设备和方法。调节温度的方法包括：测量一个或多个燃料电池的温度，将测得温度与目标值进行比较，根据比较结果从一系列可用控制方法中选择一种控制方法，使用这种控制方法来起动并控制一个调温周期，启动使用选定控制方法的流量控制装置来改变一个或多个燃料存储容器之间的燃料流量，每中包含的燃料存储介质在形成与分解过程中表现出不同的热含量。调节过程起始于对燃料电池系统（１００）进行测温（１１０）。然后温度与预定的一系列理想目标值进行比较（１２０），这些值设计为令燃料电池提供最高的性能。在比较步骤１２０之后，从可用控制方法列表中选择控制方法（１３０）。控制方法中含有必要的参数和逻辑，以定义燃料流量初始化过程（１４０），并依次启动流量控制装置（１５０）。流量控制装置的启动改变了一个或多个燃料电池的温度，并改变了它的工作参数（１６０）。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术通常涉及燃料电池，以及调节燃料电池的温度以使其能够在低温环境中工作的系统和方法。电解质中离子的导电性是决定燃料电池效率和使用环境的关键参数。对固体聚合电解膜(PEM)燃料电池的情况，由于水分子被包含在通过电解质传送氢离子的过程中，电解膜的离子导电性取决于膜的水化作用水平。典型地，燃料电池在充分水化时，特别是在室温下水饱和的条件下工作得很好。当电池的温度以及(进一步)电极温度在室温之下大大降低时，燃料电池的性能恶化。这种对电解质中水含量的依赖限制了燃料电池在冰点温度之下的工作。在此低温下，电解质中离子的活力被严重削弱，因此燃料电池系统的输出下降。因此，对于PEM燃料电池系统在寒冷环境中的实际工作，需要附加机制将燃料电池的温度提高并保持在周围环境的温度之上。现有技术中，一些寻求解决这个问题的方法包括在燃料电池系统上附加加热器、接触反应炉、绝热层或二级能源，在低温环境中启动之前提高燃料电池的温度。例如，Hamada等(美国专利5,314,762)介绍了一种与燃料电池一起使用、对燃料电池进行预热的接触反应炉的应用。其他的例如Cargnelli等(美国专利5,753,383)描本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在寒冷环境中使用的燃料电池，使用了两个氢气源，每个具有不同的热容，包括：第一氢气存储装置，在温度Ｔ具有第一平衡压力；第二氢气存储装置，在温度Ｔ具有第二平衡压力；一种流量控制装置，用于调节第一氢气存储装置、第二氢气存储装置与燃 料电池间的氢气流量；与第二氢气存储装置直接热连接的一部分燃料电池；而且其中所述第一平衡压力比所述第二平衡压力大。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：罗纳德J凯利，史蒂文D普拉特，西瓦库马尔穆图斯瓦米，罗伯特W彭尼西，
申请(专利权)人：摩托罗拉公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]