【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于燃料电池，尤其涉及一种燃料电池催化层杂质的清洗方法。
技术介绍
1、燃料电池是能将储存在氢燃料和氧化剂中的化学能通过电化学反应的方式直接转换为电能的能量转化装置。燃料电池具有工作温度低、启动快、能量转化效率高、无废气排放等特点，被认为是解决能源危机和环境污染的最具前景的方案之一，特别是在交通运输如汽车、船舶等方面极具应用前景。目前燃料电池正处在商业化应用的初期上升阶段，但制约其大规模商业应用的瓶颈依然是寿命和成本。
2、膜电极是质子交换膜燃料电池的核心部件，是多相物质传输和电化学反应的场所，决定着性能、寿命和成本，其包括阴极气体扩散层、阴极催化层、质子交换膜、阳极催化层、阳极气体扩散层等“五合一”部件。
3、其中，阴极/阳极催化层是主要反应场所，该位置毒化杂质的引入可能导致催化层活性(pt-离聚物-孔构筑的三相反应界面减少)大幅度降低。在催化层制备和燃料电池运行过程中均可能会引入毒化杂质的情况：一方面，在催化层性能优化和结构设计的过程中，可能会引入结构助剂，完成结构制备后，需进一步清除，否则无法发挥最佳性能；另一方面，燃料电池运行过程中，由于气体杂质、系统管路、流道材质降解的杂质等进入造成的pt表面毒化或pt氧化物增多等，导致性能快速衰减。除上述之外，燃料电池其他过程导致的催化层杂质毒化也是包括在内的，均会对性能造成大幅度的影响。因此需要专利技术一种快速、高效的活化清洗方法。
4、通过文献、专利调研结果显示，目前对于膜电极制备或运行引起的杂质，有比较多的相关研究。其中针对杂质导致
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术要解决的技术问题在于提供一种适用性强、效果好且高效的燃料电池催化层杂质的清洗方法。
2、本专利技术提供了一种燃料电池催化层杂质的清洗方法，包括以下步骤：
3、s1)粗洗：在高温高湿的条件下，对燃料电池施加背压及电流密度进行拉载；
4、s2)精洗：包括氢泵反应步骤及电压拉载步骤；
5、所述氢泵反应步骤具体为：
6、在过饱和增湿的条件下，向燃料电池的阳极与阴极分别通入氢气与氮气，待电位降至0.1v以下时，施加电流，使燃料电池发生氢泵反应；
7、所述电压拉载步骤具体为：
8、在过饱和增湿的条件下，向燃料电池的阳极与阴极分别通入氢气和氧化性气体，待电位升至开路电压时，施加电压进行拉载。
9、优选的，所述步骤s1)中高温高湿的温度为80℃～95℃；所述高温高湿的相对湿度为80％～100％rh。
10、优选的，所述步骤s1)中施加的背压为150～300kpa(abs)；施加的电流密度为1～3a/cm2；所述拉载的时间为10min～3h。
11、优选的，所述步骤s1)中通过拉载的电流密度获得电压值，通过电压值的增幅判断是否满足指定目标；所述拉载的电流密度为0.5～2a/cm2；所述电压值的增幅小于20mv，进行步骤s2)精洗步骤，电压值的增幅大于等于20mv重复进行粗洗步骤。
12、优选的，所述氢泵反应步骤中燃料电池的温度与电压拉载步骤中燃料电池的温度各自独立地为30℃～50℃；
13、所述氢泵反应步骤中氢气的温度与氮气的温度大于燃料电池的温度；氢气与氮气的相对湿度大于100％rh；
14、所述电压拉载步骤中氢气的温度与氧化性气体的温度大于燃料电池的温度；氢气与氧化性气体的相对湿度大于100％rh。
15、优选的，所述氢泵反应步骤中施加的电流为1～100a；施加的电流使燃料电池的电压为-0.1～0.1v。
16、优选的，所述氧化性气体为氧气和/或空气。
17、优选的，所述电压拉载步骤中施加的电压为0.2～0.8v。
18、优选的，所述氢泵反应步骤的氢泵反应的时间与电压拉载步骤中拉载的时间各自独立地为10min～3h。
19、优选的，所述电压拉载步骤中通过拉载的电流密度获得电压值，通过电压值的增幅判断是否满足指定目标；所述拉载的电流密度为0.5～2a/cm2；所述电压值的增幅小于5mv，清洗完成，电压值的增幅大于等于5mv重复进行精洗步骤。
20、本专利技术提供了一种燃料电池催化层杂质的清洗方法，包括以下步骤：s1)粗洗：在高温高湿的条件下，对燃料电池施加背压及电流密度进行拉载；s2)精洗：包括氢泵反应步骤及电压拉载步骤；所述氢泵反应步骤具体为：在过饱和增湿的条件下，向燃料电池的阳极与阴极分别通入氢气与氮气，待电位降至0.1v以下时，施加电流，使燃料电池发生氢泵反应；所述电压拉载步骤具体为：在过饱和增湿的条件下，向燃料电池的阳极与阴极分别通入氢气和氧化性气体，待电位升至开路电压时，施加电压进行拉载。与现有技术相比，本专利技术包括粗洗与精洗两个步骤，粗洗通过高背压大电密实现液态水快速冲刷效果，实现通过水洗可以初步进行易去除杂质的清洗；精洗则进一步通过低温过饱和增湿条件下，氢泵和电压拉载循环使用，将催化剂pt表面吸附的杂质进一步去除；通过粗洗和精洗两步法，可实现快速、高效的实现膜电极最高性能。
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1.一种燃料电池催化层杂质的清洗方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的清洗方法，其特征在于，所述步骤S1)中高温高湿的温度为80℃～95℃；所述高温高湿的相对湿度为80％～100％RH。
3.根据权利要求1所述的清洗方法，其特征在于，所述步骤S1)中施加的背压为150～300kPa(abs)；施加的电流密度为1～3A/cm2；所述拉载的时间为10min～3h。
4.根据权利要求1所述的清洗方法，其特征在于，所述步骤S1)中通过拉载的电流密度获得电压值，通过电压值的增幅判断是否满足指定目标；所述拉载的电流密度为0.5～2A/cm2；所述电压值的增幅小于20mV，进行步骤S2)精洗步骤，电压值的增幅大于等于20mV重复进行粗洗步骤。
5.根据权利要求1所述的清洗方法，其特征在于，所述氢泵反应步骤中燃料电池的温度与电压拉载步骤中燃料电池的温度各自独立地为30℃～50℃；
6.根据权利要求1所述的清洗方法，其特征在于，所述氢泵反应步骤中施加的电流为1～100A；施加的电流使燃料电池的电压为-0.1～0.1V。
7.根据权利要求1所述的清洗方法，其特征在于，所述氧化性气体为氧气和/或空气。
8.根据权利要求1所述的清洗方法，其特征在于，所述电压拉载步骤中施加的电压为0.2～0.8V。
9.根据权利要求1所述的清洗方法，其特征在于，所述氢泵反应步骤的氢泵反应的时间与电压拉载步骤中拉载的时间各自独立地为10min～3h。
10.根据权利要求1所述的清洗方法，其特征在于，所述电压拉载步骤中通过拉载的电流密度获得电压值，通过电压值的增幅判断是否满足指定目标；所述拉载的电流密度为0.5～2A/cm2；所述电压值的增幅小于5mV，清洗完成，电压值的增幅大于等于5mV重复进行精洗步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种燃料电池催化层杂质的清洗方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的清洗方法，其特征在于，所述步骤s1)中高温高湿的温度为80℃～95℃；所述高温高湿的相对湿度为80％～100％rh。
3.根据权利要求1所述的清洗方法，其特征在于，所述步骤s1)中施加的背压为150～300kpa(abs)；施加的电流密度为1～3a/cm2；所述拉载的时间为10min～3h。
4.根据权利要求1所述的清洗方法，其特征在于，所述步骤s1)中通过拉载的电流密度获得电压值，通过电压值的增幅判断是否满足指定目标；所述拉载的电流密度为0.5～2a/cm2；所述电压值的增幅小于20mv，进行步骤s2)精洗步骤，电压值的增幅大于等于20mv重复进行粗洗步骤。
5.根据权利要求1所述的清洗方法，其特征在于，所述氢泵反应步骤中燃料电池的温度与电压拉载步骤中燃料电池...
【专利技术属性】
技术研发人员：张雪，刘芳，侯中军，
申请(专利权)人：上海捷氢科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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