一种有效提高质子交换膜燃料电池低温启动能力的方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及质子交换膜燃料电池领域，公开了一种有效提高质子交换膜燃料电池低温启动能力的方法及系统，所述方法为将阳极和阴极的混合气从燃料电池进气口和出气口交替通入；所述进气口和出气口同时为阳极进气口和出气口，或者所述进气口和出气口同时为阴极进气口和出气口，或者所述进气口同时为阳极进气口和阴极进气口，所述出气口同时为阴极进气口和阴极气出气口。在燃料电池电堆系统中加入正向和反向给气管路，让氢气空气混合气体在燃料电池或者燃料电池电堆气腔的出口和入口交替通入，从而让电堆的各部位均匀且快速升温，迅速达到指定启动温度。定启动温度。定启动温度。

【技术实现步骤摘要】
一种有效提高质子交换膜燃料电池低温启动能力的方法及系统


[0001]本专利技术涉及质子交换膜燃料电池
，具体的有效提高质子交换膜燃料电池低温启动能力的方法。

技术介绍

[0002]质子交换膜燃料电池因为其高效率、低噪声、无污染等特性越来越受到关注，特别是其在载具动力电源领域，有着广泛的应用前景。现阶段广泛使用的质子交换膜燃料电池所使用的质子交换膜为全氟磺酸膜，这种膜在正常工况下需要被水充分润湿来提高质子传导能力，这就给燃料电池的低温冷启动造成了不小的困难，因为水分在其冰点下会结成冰，有可能覆盖催化剂活性位点或者堵塞气体传输孔道，从而让电池停车甚至损坏。如何将电池核心的温度快速的提升到冰点以上已经成为了制约燃料电池快速商业化的一个重要问题，低温启动能力也成为了燃料电池的一个重要指标之一。
[0003]为了提升质子交换膜燃料电池的低温启动能力，现有技术中：专利申请CN101170187A提出氢泵原理，将燃料电池阳极侧的氢气定量地转移到阴极，从而令氢气和氧气发生反应，快速提升电池内部温度，可以实现-5～-20℃条件启动，其中氢泵的电流密本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池低温启动的方法，其特征在于，所述方法为：将阳极气体和阴极气体的混合气从燃料电池进气口和出气口交替通入；所述进气口和出气口同时为阳极进气口和出气口，或者所述进气口和出气口同时为阴极进气口和出气口，或者所述进气口同时为阳极进气口和阴极进气口，所述出气口同时为阴极进气口和阴极出气口。2.根据权利要求1所述的启动方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)所述混合气以一定时间t1交替通入进气口和出气口；(2)监测所述燃料电池电堆的进气口、中间、出气口位置的温度；(3)所述燃料电池电堆的所述三个位置温度达到一定值T1时，停止进入混合气，燃料电池正常运行。3.根据权利要求1中所述的启动方法，其特征在于，所述混合气为氢气和空气；所述氢气摩尔分数占混合气的比例为76-95％或1-3％；所述混合气的流速为燃料电池电堆中每节单电池2-20L/min。4.根据权利要求1所述的启动方法，其特征在于，所述低温为-50℃到-20℃。5.根据权利要求2所述的启动方法，其特征在于，T1为-15℃-15℃；t1为2～120s。6.一种燃料电池低温启动系统，其特征在于，所述系统包括燃料电池、阳极气输入管路和输出管路、阴极气输入管路和输出管路、正向给气管路和反向给气管路；所述正向给气管路用于向燃料电池进气口通入阳极和阴极的混合气；所述反向给气管路用于向燃料电池出气口通入阳极和阴极的混合气。7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述正向给气管路与燃料电池阳极气输入和输出管路相互连通，所述反向给气管路与燃料电池阳极气输入和输出管路相互连通；和/或所述正向给气管路与燃料电池阴极气输入和输出管路相互连通，所述反向给气管路...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙树成，孙嘉琦，杨小康，俞红梅，邵志刚，
申请(专利权)人：中国科学院大连化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：