一种液体燃料电池系统关机及自我维护运作方法，包括所述液体燃料电池系统发出一关机信号，并在液体燃料电池系统的一液体燃料电池接收到上述关机信号时停止放电。接着进行以下四道步骤。液体燃料电池系统会停止供应一阴极气体。经过一第一段时间后，再开始供应阴极气体。液体燃料电池则进行放电，直到该液体燃料电池的输出功率小于等于一第一默认值，之后停止放电并停止供应该阴极气体。重复以上四个步骤数次，才完全停止液体燃料电池系统。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术是关于一种燃料电池的操作，且特别是有关于一种液体燃料电池(liquidfuel cell)系统的关机及自我维护运作方法。
技术介绍
燃料电池是目前用来取代传统能源的一种选择。燃料电池基本上按照燃料可分为气体燃料电池与液体燃料电池。其中直接甲醇燃料电池(directmethanol fuel cell,DMFC)属于目前最受注目的一种液体燃料电池，其是直接使用甲醇水溶液当作燃料供给来源，并经由甲醇与氧的相关电极反应来产生电流。当直接甲醇燃料电池系统关机时，阳极端仍会残留甲醇燃料，以双极板(bipolar)的流道而言，传统的作法是在关机之后停止阳极燃料的供给，持续提供阴极空气一段时间， 以期将穿透(crossover)至阴极的甲醇燃料反应烧掉，但是这样的作法只能防止关机初期甲醇燃料对阴极的毒化，而在阴极空气停止供应之后，尚未反应掉的燃料依然会到达阴极，导致阴极触媒的毒化。另一方面，在使用较高浓度的被动式液体燃料电池系统中，关机之后阳极处的燃料浓度会持续累积，并穿透(crossover)至阴极，若在关机一段时间之后没有对残留燃料作处理，容易造成阴极触媒毒化的情形发生。因此，近来有针对以上问题提出的改善方法，譬如在主动式燃料电池系统部分，Tff1315109专利提出当燃料电池系统关机时，阳极燃料停止循环供应，而阴极风扇持续运转，直到燃料电池系统的温度与外界温度差异小于设定值时，阴极风扇才停止运转；CN1996655专利则提出当系统关机，阳极的高浓度燃料停止供应，但是输送低浓度的循环泵(Pump)仍然持续将燃料混合槽中的燃料输送至阳极端，直到混合燃料浓度等于或低于设定浓度，才停止循环泵的工作。以上方法均是希望尽量将阳极的甲醇燃料消耗掉，避免残留的燃料毒化阴极触媒，进而影响燃料电池寿命。然而，目前技术所提出的作法均是将阳极侧的燃料浓度或是燃料量控制在某个程度以下，与没有甲醇残留的理想情况有些差距，其原因在于关机程序是一种耗电的行为，必须由燃料电池系统内部二次电池的储存电力来支付，因此无法进行过长时间的关机程序。而且虽然目前技术已经将阳极侧的燃料浓度或是燃料量控制在某个程度以下，但是当阴极气体不再供应时，阳极侧剩余的甲醇依然会透过穿透(crossover)路径在阴极累积，而造成阴极触媒毒化的现象发生。另外一种液体燃料电池系统的阳极所需燃料是透过液态高浓度甲醇的蒸发气体来供应，当此系统关机时，高浓度甲醇仍然会持续蒸发成气体，因此纵使系统已经关机，阳极的甲醇燃料仍会持续累积，此情况会造成电解质膜内阻增加与阴极触媒毒化的现象。已知有JP2007-173110专利提出在阳极燃料供应区设置一遮蔽气态燃料的阀门，当系统关机时可以关闭此阀门。但是在实际系统中，气态燃料供应至阳极的范围甚大，相当于膜电极组的面积大小，此阀门的设置除了占据系统体积之外，想要封闭大范围的气态燃料扩散，实施上有相当的难度。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供一种液体燃料电池系统的关机及自我维护运作方法，能避免残留的阳极燃料对膜电极组造成不良的影响，并可提升燃料利用率。本专利技术另提供一种液体燃料电池系统的关机及自我维护运作方法，能避免燃料电池系统关机之后，残留的阳极燃料对膜电极组造成不良的影响。本专利技术提出一种液体燃料电池系统的关机及自我维护运作方法，包括所述液体燃料电池系统发出一关机信号，并在液体燃料电池系统的一液体燃料电池接收到上述关机信号时停止放电，然后进行以下步骤a至步骤d。步骤a :液体燃料电池系统停止供应一阴极气体。步骤b :经过一第一段时间后开始供应阴极气体。步骤c :液体燃料电池进行放电，直到液体燃料电池的输出功率小于等于一第一默认值。步骤d :液体燃料电池停止放电并停 止供应该阴极气体。上述步骤b开始供应阴极气体至步骤d停止供应阴极气体的期间，定义为第二段时间，重复步骤a至步骤d，直到上述液体燃料电池在第二段时间的总输出能量小于等于一第二默认值，或是步骤a至步骤d的重复循环次数已达预定次数，完全停止液体燃料电池系统。在本专利技术的一实施例中，上述第一默认值为该液体燃料电池系统的耗电量。在本专利技术的一实施例中，上述第一段时间例如在5秒钟至I小时之间。在本专利技术的一实施例中，上述第一段时间是一定值。在本专利技术的一实施例中，重复进行步骤a至步骤d的期间，上述第一段时间包括随液体燃料电池的温度变化而改变。所述温度变化是根据一环境温度与液体燃料电池的温度的差异作调整，当两者差异越小，则第一段时间则越长。在本专利技术的一实施例中，重复进行步骤a至步骤d的期间，上述第一段时间包括随第二段时间中液体燃料电池的输出能量变化而改变。所述输出能量变化是根据液体燃料电池在第二段时间所输出的能量，减去前一次第二段时间所输出能量，所得的一差值作调整，若此差值越小，则第一段时间可调整越长。在本专利技术的一实施例中，上述第二默认值例如是液体燃料电池系统在第一段时间与第二段时间的总消耗能量。在本专利技术的一实施例中，上述预定次数约在I次 20次之间。本专利技术另提出一种液体燃料电池系统的关机及自我维护运作方法，包括启动一关机信号至液体燃料电池系统，且当前述液体燃料电池系统收到关机信号时，上述液体燃料电池系统的液体燃料电池停止放电，且停止供应阳极燃料。接着，停止供应阴极气体一第一段时间，之后供应阴极气体一第二段时间。重复以上停止供应阴极气体第一段时间再开始供应阴极气体第二段时间的两道步骤。然后完全停止液体燃料电池系统。在本专利技术的另一实施例中，上述第一段时间包括一初始时间，其例如在5秒钟至I小时之间。在本专利技术的另一实施例中，上述第一段时间为一定值。在本专利技术的另一实施例中，重复进行以上停止供应阴极气体再供应阴极气体的步骤期间，上述第一段时间包括随液体燃料电池的一温度变化而改变，其中温度变化是根据一环境温度与液体燃料电池的温度的差异作调整，当两者差异越小，则第一段时间则越长。在本专利技术的另一实施例中，重复进行以上停止供应阴极气体再供应阴极气体的步骤，直到上述液体燃料电池系统的温度小于等于一第三默认值。所述第三默认值例如是环境温度加上3°C 10°C。在本专利技术的另一实施例中，上述第二段时间例如在3秒钟至10分钟之间。在本专利技术的另一实施例中，重复进行以上停止供应阴极气体再供应阴极气体的步骤，直到重复的循环已达一预定次数。上述预定次数约在I次 20次之间基于上述，本专利技术在液体燃料电池系统关机之后，经由重复进行阴极空气的中止与供应，该项操作会使穿透(crossover)阴极的残留甲醇进行燃烧反应而被清理干净，以避免残留的阳极燃料对膜电极组造成不良的影响。另外，若是应用于被动式的液体燃料电池系统，还可将阳极的残存燃料完全消耗并放电，以提升燃料利用率。 为让本专利技术的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。附图说明图I是本专利技术的第一实施例所使用的一种液体燃料电池系统的方块图；图2是本专利技术第一实施例的一种液体燃料电池系统的关机步骤流程图；图3是第一实施例的关机步骤进行的时间与放电量的曲线图；图4是本专利技术的第二实施例所使用的一种液体燃料电池系统的方块图；图5是本专利技术的第二实施例的一种液体燃料电池系统的关机步骤流程图。附图标识100、400 :液体燃料电池系统102、402 :液体燃料本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种液体燃料电池系统关机及自我维护运作方法，包括：该液体燃料电池系统发出一关机信号；该液体燃料电池系统的一液体燃料电池接收到该关机信号时停止放电；a.该液体燃料电池系统停止供应一阴极气体；b.经过一第一段时间后开始供应该阴极气体；c.该液体燃料电池进行放电，直到该液体燃料电池的输出功率小于等于一第一默认值；d.该液体燃料电池停止放电并停止供应该阴极气体，上述步骤b开始供应阴极气体至步骤d停止供应阴极气体的期间，为一第二段时间；重复进行步骤a至步骤d；以及完全停止该液体燃料电池系统。
【技术特征摘要】
2011.07.29 TW 1001270611.一种液体燃料电池系统关机及自我维护运作方法，包括 该液体燃料电池系统发出一关机信号； 该液体燃料电池系统的一液体燃料电池接收到该关机信号时停止放电； a.该液体燃料电池系统停止供应一阴极气体； b.经过一第一段时间后开始供应该阴极气体； c.该液体燃料电池进行放电，直到该液体燃料电池的输出功率小于等于一第一默认值； d.该液体燃料电池停止放电并停止供应该阴极气体， 上述步骤b开始供应阴极气体至步骤d停止供应阴极气体的期间，为一第二段时间； 重复进行步骤a至步骤d;以及 完全停止该液体燃料电池系统。2.如权利要求I所述的液体燃料电池系统关机及自我维护运作方法，其特征在于，该第一默认值为该液体燃料电池系统的耗电量。3.如权利要求I所述的液体燃料电池系统关机及自我维护运作方法，其特征在于，该第一段时间在5秒钟至I小时之间。4.如权利要求I所述的液体燃料电池系统关机及自我维护运作方法，其特征在于，该第一段时间是一定值。5.如权利要求I所述的液体燃料电池系统关机及自我维护运作方法，其特征在于，重复进行步骤a至步骤d的期间，该第一段时间包括随该液体燃料电池的一温度变化而改变。6.如权利要求5所述的液体燃料电池系统关机及自我维护运作方法，其特征在于，该温度变化是根据一环境温度与该液体燃料电池的温度的一差异作调整，当该差异越小，则该第一段时间则越长。7.如权利要求I所述的液体燃料电池系统关机及自我维护运作方法，其特征在于，重复进行步骤a至步骤d的期间，该第一段时间包括随该第二段时间中该液体燃料电池的一输出能量变化而改变。8.如权利要求7所述的液体燃料电池系统关机及自我维护运作方法，其特征在于，该输出能量变化是根据该液体燃料电池在该第二段时间所输出的能量，减去前一次的该第二段时间所输出能量，所得的一差值作调整，若该差值越小，则该第一段时间越长。9.如权利要求I所述的液体燃料电池系统关机及自我维护运作方法，其特征在于，重复进行步骤a至步骤d的步骤，直到该步骤d的该液体燃料电池在该第二段时间内的总输出能量小于等于一第二默认值。10.如权利要求9所述的液体燃料电池系统关机及自我维护运...
【专利技术属性】
技术研发人员：康顾严，戴椿河，刘静蓉，凌守弘，周崇仁，蔡英文，
申请(专利权)人：财团法人工业技术研究院，
类型：发明
国别省市：
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