本发明专利技术涉及一种燃料电池电堆阴极和阳极快速活化的方法，所述燃料电池电堆阴极和阳极快速活化的方法包括以下步骤：在一定堆温下，在电堆的一侧电极通氢气或氮气，同时在另一侧电极通氢气，利用恒流源对电堆施加恒定电流并维持一段时间，其中恒流源的负极与电堆的一侧电极连接，正极与电堆的另一侧电极连接，进行电堆的一侧电极活化；电堆的一侧电极活化后，对另一侧电极进行活化。与现有技术相比，本发明专利技术提供的方法可以更加有效地对阴极和阳极都进行活化处理，并可以通过该种活化方式和步骤，分解判断经过运行后阳极和阴极的可逆衰减程度、衰减行为(判断活化损耗和传质损耗的比例等)以及整体的不可逆衰减程度。例等)以及整体的不可逆衰减程度。例等)以及整体的不可逆衰减程度。
【技术实现步骤摘要】
一种燃料电池电堆阴极和阳极快速活化的方法
[0001]本专利技术涉及燃料电池
，尤其是涉及一种燃料电池电堆阴极和阳极快速活化的方法。
技术介绍
[0002]针对质子交换膜燃料电池在运行或者耐久测试衰减后的活化和分析方法，是延长燃料电池使用寿命以及指导各层级后续改进方向的重要依据。目前针对燃料电池的活化方法方式有很多，但是大部分主要是针对阴极进行活化(包括加降载活化、高温高湿度大电流活化、阴极缺气活化等)，这就导致一方面阳极没有得到充分活化(尤其针对堵水和污染物吸附等情况)，另一方面在后续分析过程中阳极衰减的信息被忽略，无法很好地判断阴极和阳极的可逆衰减程度，剥离出阴极和阳极的衰减行为。
[0003]申请号为CN 201510897651.X(公开号为CN106169594A)的专利技术专利公开了用于恢复燃料电池堆的性能的方法和装置，该方法主要是通过交替进行氢泵和OCV过程来活化一侧电极，随后通过三通阀来更换阴阳极的气体，同时切换电流方向再对另一侧电极交替进行氢泵和OCV过程，从而达到分别活化阴极和阳极的目的，活化结束后进行一次极化，来表征该次活化后的性能恢复程度，但该方法每次对单侧活化都需要经过氢泵和OCV过程，需要换气并进行氮气流股吹扫，且需要经历多次的脉冲循环；同时再转换到对另一侧活化前需要通过三通阀更换气体，随后再经历氢泵和OCV的脉冲循环过程。整个活化过程较为复杂，而且由于存在OCV过程，每次脉冲过程的时间都不能过长，否则OCV所处的高电位会对催化层和质子交换膜造成损伤。
[0004]因此，急需一种针对质子交换膜燃料电池在运行或者耐久测试衰减后的活化方法，以更加有效地对阴极和阳极都进行活化处理，并可以通过该种活化方式和步骤，分解判断经过运行后阳极和阴极的可逆衰减程度、衰减行为以及整体的不可逆衰减程度。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种燃料电池电堆阴极和阳极快速活化的方法，可以更加有效地对阴极和阳极都进行活化处理，并可以通过该种活化方式和步骤，分解判断经过运行后阳极和阴极的可逆衰减程度、衰减行为(判断活化损耗和传质损耗的比例等)以及整体的不可逆衰减程度。
[0006]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0007]本专利技术的是提供一种燃料电池电堆阴极和阳极快速活化的方法，所述燃料电池电堆阴极和阳极快速活化的方法包括以下步骤：
[0008]S1、电堆的阴极活化：在第一堆温下，在所述电堆的阳极侧通第一氢气流股，同时在所述电堆的阴极侧通第一氮气流股或第二氢气流股，利用恒流源对所述电堆施加第一恒定电流，并维持一段时间，其中所述恒流源的正极与所述电堆的阳极连接，所述恒流源的负极与所述电堆的阴极连接，从而持续在所述电堆的阳极发生氢气氧化反应，并在所述电堆
的阴极发生氢气析出反应，进行电堆的阴极活化；
[0009]S2、电堆的阳极活化：在步骤S1所述电堆的阴极活化后，在第二堆温下，在所述电堆的阴极侧通第三氢气流股，同时在所述电堆的阳极侧通第二氮气流股或第四氢气流股，切换所述恒流源的电流方向，利用所述恒流源对所述电堆施加第二恒定电流，并维持一段时间，其中所述恒流源的正极与所述电堆的阴极连接，所述恒流源的负极与所述电堆的阳极连接，从而持续在所述电堆的阴极发生氢气氧化反应，并在所述电堆的阳极发生氢气析出反应，进行电堆的阳极活化。
[0010]优选地，步骤S1中所述第一恒定电流的电流密度为10
‑
1000mA
·
cm2；
[0011]优选地，步骤S1中所述一段时间为0.5h
‑
2h。
[0012]进一步地，步骤S1中所述第一堆温为25～80℃。
[0013]进一步地，步骤S1中所述第一氢气流股的相对湿度为100％RH，所述第一氢气流股的流量为0.5～5NLPM/每片单电池，所述第一氢气流股的气体压力为0～50kPa。
[0014]进一步优选地，步骤S1中所述第一氢气流股的流量为0.5～5NLPM/每片单电池，所述第一氢气流股的气体压力为0～50kPa。
[0015]进一步地，步骤S1中所述第一氮气流股的相对湿度为100％RH，所述第一氮气流股的流量为0.5～5NLPM/每片单电池，所述第一氮气流股的气体压力为0～50kPa。
[0016]进一步优选地，步骤S1中所述第一氮气流股的流量为0.5～5NLPM/每片单电池，所述第一氮气流股的气体压力为0～50kPa。
[0017]进一步地，步骤S1中所述第二氢气流股的相对湿度为100％RH，所述第二氢气流股的流量为0.5～5NLPM/每片单电池，所述第二氢气流股的气体压力为0～50kPa。
[0018]进一步优选地，步骤S1中所述第二氢气流股的流量为0.5～5NLPM/每片单电池，所述第二氢气流股的气体压力为0～50kPa。
[0019]优选地，步骤S2中所述第二恒定电流的电流密度为10
‑
1000mA
·
cm2；
[0020]优选地，步骤S2中所述一段时间为0.5h
‑
2h。
[0021]进一步地，步骤S2中所述第二堆温为25～80℃。
[0022]进一步地，步骤S2中所述第三氢气流股的相对湿度为100％RH，所述第三氢气流股的流量为0.5～5NLPM/每片单电池，所述第三氢气流股的气体压力为0～50kPa。
[0023]进一步优选地，步骤S2中所述第三氢气流股的流量为0.5～5NLPM/每片单电池，所述第三氢气流股的气体压力为0～50kPa。
[0024]进一步地，步骤S2中所述第二氮气流股的相对湿度为100％RH，所述第二氮气流股的流量为0.5～5NLPM/每片单电池，所述第二氮气流股的气体压力为0～50kPa。
[0025]进一步优选地，步骤S2中所述第二氮气流股的流量为0.5～5NLPM/每片单电池，所述第二氮气流股的气体压力为0～50kPa。
[0026]进一步地，步骤S1中所述第四氢气流股的相对湿度为100％RH，所述第四氢气流股的流量为0.5～5NLPM/每片单电池，所述第四氢气流股的气体压力为0～50kPa。
[0027]进一步优选地，步骤S1中所述第四氢气流股的流量为0.5～5NLPM/每片单电池，所述第四氢气流股的气体压力为0～50kPa。
[0028]进一步地，所述氢气氧化反应的化学方程式为H2‑
2e
‑
→
2H
+
。
[0029]进一步地，所述氢气析出反应的化学方程式为2H
+
+2e
‑
→
H2。
[0030]进一步地，所述燃料电池电堆阴极和阳极快速活化的方法还包括在电堆的阴极活化后，进行电堆性能的极化标定。
[0031]进一步地，所述燃料电池电堆阴极和阳极快速活化的方法还包括在电堆的阳极活化后，进本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种燃料电池电堆阴极和阳极快速活化的方法，其特征在于，所述燃料电池电堆阴极和阳极快速活化的方法包括以下步骤：S1、电堆的阴极活化：在第一堆温下，在所述电堆的所述阳极侧通第一氢气流股，同时在所述电堆的阴极侧通第一氮气流股或第二氢气流股，利用恒流源对所述电堆施加第一恒定电流，并维持一段时间，其中所述恒流源的正极与所述电堆的阳极连接，所述恒流源的负极与所述电堆的阴极连接，从而持续在所述电堆的阳极发生氢气氧化反应，并在所述电堆的阴极发生氢气析出反应，进行电堆的阴极活化；S2、电堆的阳极活化：在步骤S1所述电堆的阴极活化后，在第二堆温下，在所述电堆的阴极侧通第三氢气流股，同时在所述电堆的阳极侧通第二氮气流股或第四氢气流股，切换所述恒流源的电流方向，利用所述恒流源对所述电堆施加第二恒定电流，并维持一段时间，其中所述恒流源的正极与所述电堆的阴极连接，所述恒流源的负极与所述电堆的阳极连接，从而持续在所述电堆的阴极发生氢气氧化反应，并在所述电堆的阳极发生氢气析出反应，进行电堆的阳极活化。2.根据权利要求1所述的一种燃料电池电堆阴极和阳极快速活化的方法，其特征在于，步骤S1中所述第一恒定电流的电流密度为10
‑
1000mA
·
cm2；步骤S1中所述一段时间为0.5h
‑
2h。3.根据权利要求1所述的一种燃料电池电堆阴极和阳极快速活化的方法，其特征在于，步骤S1中所述第一堆温为25～80℃。4.根据权利要求1所述的一种燃料电池电堆阴极和阳极快速活化的方法，其特征在于，步骤S1中所述第一氢气流股的相对湿度为100％RH，所述第一氢气流股的流量为0.5
‑
5NLPM/每片单电池，所述第一氢气流股的气体压力为0
‑
50kPa；步骤S1中所述第一氮气流股的相对湿度为100％RH，所述第一氮气流股的流量为0.5
‑
5NLPM/每片单电池，所述第一氮气流股的气体压力为0
‑
50kPa；步骤S1中所述第二氢气流股的相对湿度为100％RH，所述第二氢气流股的流量为0.5
‑
5NLPM/每片单电池，所述第二氢气流股的气体压力为0
‑
50kPa。5.根据权利要求1所述的一种燃料电池电堆阴极和阳极快速活化的方法，其特征在于，步骤S2中所述第二恒定电流的电流密度为10
‑
1000mA
·
cm2；步骤S2中所述一段时间为0.5h
‑
2h。6.根...
【专利技术属性】
技术研发人员：俞溢欢，陈广明，李振林，李笑晖，甘全全，戴威，
申请(专利权)人：上海神力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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