本发明专利技术提供了一种燃料电池的性能恢复方法及燃料电池，所述性能恢复方法包括：(1)设置性能降低的燃料电池的工作条件，并向所述燃料电池的阳极与阴极通入增湿氮气；(2)待所述燃料电池达到工作条件后，将向阳极通入的增湿氮气替换为增湿氢气；(3)再采用恒电压模式，对所述燃料电池进行三角波电压循环；(4)再将向所述阴极通入的增湿氮气替换为增湿空气，对所述燃料电池进行方波电压循环。本发明专利技术通过在增湿氢气与增湿氮气下进行三角波电压循环，在增湿氢气与增湿空气下进行方波电压循环，一方面去除了燃料电池中催化层表面的氧化物及杂质，有利于三相界面的形成；另一方面提高了燃料电池中催化层的催化剂活性位点，导致反应效率提高。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于燃料电池，涉及一种燃料电池的性能恢复方法，尤其涉及一种燃料电池的性能恢复方法及燃料电池。
技术介绍
1、质子交换膜燃料电池(pemfc)是一种以纯氢为燃料的能量转换装置。它已被广泛应用于航空航天、飞机、汽车与储能等领域。燃料电池技术早已处于商业化阶段。燃料电池运行过程中，其组成材料在工作条件下会发生各种变化，如负载变化、空转、启动和关闭等。改变操作条件会引起电池内部电极电位、反应气体、水和热状态的变化，导致膜电极化学和机械降解，性能下降，最终降低寿命。导致燃料电池性能退化的机制有很多，大致可分为可逆退化和不可逆退化两大类。一般情况下，在燃料电池运行过程中，一些经过特定的恢复程序可以恢复的性能退化称为可逆退化，反之称为不可逆退化。
2、燃料电池退化造成的性能损失可以通过特定的操作过程部分恢复。然而，现有技术中的燃料电池的性能恢复方法都有一定的缺陷。
3、cn104600339a公开了一种通过使用电极反转来恢复燃料电池性能的方法，其性能恢复步骤为：(a)通过向退化的燃料电池堆的阳极供应空气并向其阴极供应氢来使电极反转；(b)通过向退化的燃料电池堆的阳极供应空气并向其阴极供应氢来使电极反转后即通过向所反转的电极施加电流来执行脉冲操作；(c)所述脉冲操作重复地在用于氧化电压扫描的电压的上限和电压的下限之间扫描，所述电压的上限为0.8v，并且所述电压的下限为0.5v。但是，该专利燃料电池性能恢复需要将阴阳极反转，进行循环，对于大功率电堆，性能恢复操作后需长时间吹扫，否则该操作存在一定危险性。
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p>4、cn115863698a公开了先用湿度饱和氮气对燃料电池的阳极和阴极进行吹扫，待燃料电池电压稳定后；用湿度饱和氢气和氮气分别对燃料电池的阳极和阴极进行吹扫，待燃料电池电压稳定后；进行阳极高流量阴极低流量低扫速循环伏安测试，完成第一次循环伏安测试后；进行阴极和阳极的等流量高扫速循环伏安测试，直到多次循环伏安曲线重合。但是，方法吹扫时间长，且该方法操作过程中需要改变扫速及流量，性能恢复效率仅为13％左右。5、cn109768306a公开了一种燃料电池电堆可逆电压降快速在线恢复的方法。即电堆在大电流、高背压运行过程中，瞬间减少氧化剂供应，使电堆快速还原催化剂中氧化物，然后再恢复氧化剂供应，使电堆性能得到恢复。该专利电堆在不停机情况下在线快速恢复，但对于大功率电堆，瞬间减少氧化剂供应，一旦控制不当，极易造成膜电极不可逆损坏。
6、目前公开的燃料电池的性能恢复方法存在着吹扫时间长、存在一定危险性、性能恢复效率较低且易造成膜电极不可逆损坏的问题。因此，开发设计一种新型的燃料电池的性能恢复方法及燃料电池至关重要。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种燃料电池的性能恢复方法及燃料电池，本专利技术通过在增湿氢气与增湿氮气下进行三角波电压循环，在增湿氢气与增湿空气下进行方波电压循环，一方面去除了燃料电池中催化层表面的氧化物及杂质，有利于三相界面的形成；另一方面提高了燃料电池中催化层的催化剂活性位点，导致反应效率提高，最终使燃料电池的性能恢复。
2、为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、第一方面，本专利技术提供了一种燃料电池的性能恢复方法，所述性能恢复方法包括：
4、(1)设置性能降低的燃料电池的工作条件，并向所述燃料电池的阳极与阴极通入增湿氮气；
5、(2)待所述燃料电池达到所述工作条件后，将向所述阳极通入的增湿氮气替换为增湿氢气；
6、(3)再采用恒电压模式，对所述燃料电池进行三角波电压循环；
7、(4)再将向所述阴极通入的增湿氮气替换为增湿空气，对所述燃料电池进行方波电压循环。
8、本专利技术提供的性能恢复方法通过在增湿氢气与增湿氮气下进行三角波电压循环，一方面可以去除催化层表面的氧化物及杂质，有利于三相界面的形成；另一方面可以暴露出更多的催化剂活性位点，导致反应效率提高，使燃料电池性能提高
9、本专利技术提供的性能恢复方法通过在增湿氢气与增湿空气下进行方波电压循环，可以去除电池内部杂质气体，从而快速打通电子、质子、气液传输通道，降低电池整体内部电阻，提高电池的稳定性，最终使燃料电池性能得到一定程度上的恢复。
10、本专利技术提供的性能恢复方法还具有条件简单、高效、安全、可操作性强、运行时间短且恢复效率高的优点。
11、优选地，步骤(1)中所述工作条件包括工作温度，所述工作温度为60～85℃，例如可以是60℃、65℃、70℃、75℃、80℃或85℃，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
12、优选地，步骤(1)中所述工作条件包括工作湿度，所述工作湿度为40～100％，例如可以是40％、50％、60％、70％、80％、90％或100％，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
13、优选地，步骤(1)中所述工作条件包括工作压力，所述工作压力为50～200kpag，例如可以是50kpag、60kpag、70kpag、80kpag、90kpag、100kpag、110kpag、120kpag、130kpag、140kpag、150kpag、160kpag、170kpag、180kpag、190kpag或200kpag，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
14、优选地，步骤(1)中所述阳极通入增湿氮气的气流流量为1～2slpm，例如可以是1slpm、1.2slpm、1.4slpm、1.6slpm、1.8slpm或2slpm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
15、优选地，步骤(1)中所述阴极通入增湿氮气的气流流量为2～5slpm，例如可以是2slpm、2.5slpm、3slpm、3.5slpm、4slpm、4.5slpm或5slpm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
16、优选地，步骤(2)中所述阳极通入增湿氢气的气流流量为1～2slpm，例如可以是1slpm、1.2slpm、1.4slpm、1.6slpm、1.8slpm或2slpm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
17、优选地，步骤(3)中所述三角波电压循环中以第一设定扫描速率扫描第一设定循环次数。
18、优选地，步骤(3)中所述三角波电压循环的最低电压为0.8～1.2v，最高电压为1.3～1.7v。
19、本专利技术中步骤(3)中所述三角波电压循环的最低电压为0.8～1.2v，例如可以是0.8v、0.85v、0.9v、0.95v、1v、1.05v、1.1v、1.15v或1.2v，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
20、本专利技术中步骤(3)中所述三角波电压循环的最高电压为1.3～1.7v本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种燃料电池的性能恢复方法，其特征在于，所述性能恢复方法包括：
2.根据权利要求1所述的性能恢复方法，其特征在于，步骤(1)中所述工作条件包括工作温度，所述工作温度为60～85℃；
3.根据权利要求1或2所述的性能恢复方法，其特征在于，步骤(1)中所述阳极通入增湿氮气的气流流量为1～2SLPM。
4.根据权利要求1～3任一项所述的性能恢复方法，其特征在于，步骤(1)中所述阴极通入增湿氮气的气流流量为2～5SLPM。
5.根据权利要求1～4任一项所述的性能恢复方法，其特征在于，步骤(2)中所述阳极通入增湿氢气的气流流量为1～2SLPM。
6.根据权利要求1～5任一项所述的性能恢复方法，其特征在于，步骤(3)中所述三角波电压循环中以第一设定扫描速率扫描第一设定循环次数；
7.根据权利要求1～6任一项所述的性能恢复方法，其特征在于，步骤(4)中所述阴极通入增湿空气的气流流量为2～5SLPM。
8.根据权利要求1～7任一项所述的性能恢复方法，其特征在于，步骤(4)中所述方波电压循环中以第二设定扫描速率扫描第二设定循环次数；
9.根据权利要求1～8任一项所述的性能恢复方法，其特征在于，所述性能恢复方法包括：
10.一种燃料电池，其特征在于，所述燃料电池由权利要求1～9任一项所述性能恢复方法进行性能回复后得到。
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【技术特征摘要】
1.一种燃料电池的性能恢复方法，其特征在于，所述性能恢复方法包括：
2.根据权利要求1所述的性能恢复方法，其特征在于，步骤(1)中所述工作条件包括工作温度，所述工作温度为60～85℃；
3.根据权利要求1或2所述的性能恢复方法，其特征在于，步骤(1)中所述阳极通入增湿氮气的气流流量为1～2slpm。
4.根据权利要求1～3任一项所述的性能恢复方法，其特征在于，步骤(1)中所述阴极通入增湿氮气的气流流量为2～5slpm。
5.根据权利要求1～4任一项所述的性能恢复方法，其特征在于，步骤(2)中所述阳极通入增湿氢气的气流流量为1～2slpm。
6.根据...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘晓雪，于力娜，朱雅男，唐柳，张中天，王晶晶，高梦阳，苗梓航，
申请(专利权)人：一汽解放汽车有限公司，
类型：发明
国别省市：
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