恢复PEM燃料电池堆的电压损失的方法和过程技术

本发明专利技术涉及恢复PEM燃料电池堆的电压损失的方法和过程。具体地，公开了一种恢复PEM燃料电池堆中的电池电压损失的系统和方法，其包括在某种条件下运行堆，其提供过量的水来冲去沉积在电池电极上的污染物。描述了在相对低温和阴极入口RH过饱和的情况下运行堆的两种技术。第一种技术还包括提供氢到堆的阳极侧和提供空气到堆的阴极侧，以及在相对低电池电压下运行堆。第二种技术还包括使氢流动到堆的阳极侧和使氮流动到堆的阴极侧，使用外部电源提供堆电流密度，并且提供比阴极湿度水平明显高的阳极湿度水平。

【技术实现步骤摘要】

专利技术总体涉及一种恢复PEM燃料电池堆中的电池电压损失的系统和方法，并且更具体地，涉及通过提供堆运行条件来恢复PEM燃料电池堆中电压损失的系统和方法，该运行条件产生显著的堆水来洗去沉积在电池电极上的污染物。
技术介绍
氢是非常具有吸引力的燃料，因为它清洁且能够在燃料电池中被有效地用于产生电。氢燃料电池是这样的电化学装置，该电化学装置包括阳极和阴极，阳极和阴极之间具有电解质。阳极接收氢气，阴极接收氧气或者空气。氢气在阳极催化剂处分离以产生自由的质子和电子。质子通过电解质至阴极。该质子在阴极催化剂处与氧和电子反应以产生水。 来自阳极的电子不能通过电解质，因而这些电子被引导通过载荷从而在被送至阴极之前执行做功。质子交换膜燃料电池(PEMFC)是用于车辆的流行的燃料电池。PEMFC通常包括固体聚合物电解质质子传导膜，例如全氟磺酸膜。阳极和阴极通常但不总是包括细碎的催化颗粒(通常是高活性催化剂，例如钼(Pt))，其典型地被支撑在碳颗粒上并与离聚物混合。 催化混合物沉积在该膜的相对侧上。阳极催化混合物、阴极催化混合物和该膜的组合限定了膜电极组件(MEA)。MEA制造起来相对较贵且需要特定的条本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种用于恢复燃料电池堆中的燃料电池的电压损失的方法，所述方法包括：在小于６０℃的堆温度下运行所述燃料电池堆；提供氢气到所述燃料电池堆的阳极侧；提供气流到所述燃料电池堆的阴极侧；以及为所述气流提供湿度使得所述气流的相对湿度过饱和，其中，由于在所述堆温度下运行堆而在所述堆中产生的冷凝物和由饱和气流提供的液态水在燃料电池流场中提供水流，其冲去沉积在所述燃料电池中的电极上的污染物。

【技术特征摘要】
2010.02.10 US 61/303108;2010.11.04 US 12/9398671.一种用于恢复燃料电池堆中的燃料电池的电压损失的方法，所述方法包括 在小于60°C的堆温度下运行所述燃料电池堆；提供氢气到所述燃料电池堆的阳极侧； 提供气流到所述燃料电池堆的阴极侧；以及为所述气流提供湿度使得所述气流的相对湿度过饱和，其中，由于在所述堆温度下运行堆而在所述堆中产生的冷凝物和由饱和气流提供的液态水在燃料电池流场中提供水流， 其冲去沉积在所述燃料电池中的电极上的污染物。2.如权利要求1所述的方法，其中提供气流包含提供阴极空气到所述阴极侧使得所述燃料电池堆产生能量来提供也除去所述污染物的堆水。3.如权利要求2所述的方法，其中产生燃料电池堆能量包括提供小于650mV的平均电池电压。4.如权利要求3所述的方法，其中产生燃料电池堆能量包括提供小于300mV的平均电池电压。5.如权利要求2所述的方法，进一步包括结合到所述阳极侧的氢气流速和到所述阴极侧的空气流速来控制阴极排气出口压力，从而提供所需要的堆温度和平均燃料电池电压。6.如权利要求1所述的方法，其中提供到所述阴极侧的气流包括提供氮气流。7.如权利要求1所述的方法，进一步包括从外部电源提供驱动电流到所述燃料电池堆，使得所述堆...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·张，L·佩恩，A·纳亚，R·马克哈里亚，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：US