CN101443945A - 用于燃料电池发电设备的净化程序 - Google Patents

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Abstract

一种燃料电池发电设备(10)的净化程序，包括：使发电设备工作在工作周期产生电能，且然后终止发电设备(10)的工作以进行净化周期，且然后，一旦发电设备燃料电池(12)的最优电能生产由于燃料电池电极(24，42)吸附的污染物而减少至少5％，则通过氧化燃料电池的电极(24，42)吸附的污染物，在净化周期净化发电设备(10)的燃料电池(12)。氧化污染物可以通过各种步骤完成，包括：使电极(24，42)暴露于流动的氧；暴露于加热的流动的氧；执行一系列启动停止循环；以及改变受控制的电势。

Description

用于燃料电池发电设备的净化程序
技术领域
本发明涉及燃料电池发电设备，该发电设备适用于运输车辆、便携式发电设备中，或用作固定发电设备，且本发明尤其涉及燃料电池发电设备的净化程序，用于在发电设备的工作周期之间执行净化周期，以从发电设备的燃料电池电极去除污染物。
技术背景
燃料电池发电设备是众所周知的，且一般用于从包含氢的还原流体燃料和包含氧的氧化剂反应物流产生电能，从而为诸如发电机和运输车辆这样的电学设备供电。在现有技术的燃料电池发电设备中，已知污染物可以被发电设备的燃料电池的电极吸附，发电设备的性能由此恶化。尤其是，已知硫化氢在各种氢燃料中是常见的，且其经过燃料电池时变成阳极催化剂毒物。随着时间的流逝，即使很小的硫化氢浓度将对燃料电池性能造成严重影响。其它已知的污染物包括氨以及“直接防冻剂溶液”的有机化合物，例如在共同所有的美国专利No.6,316,135中所公开的化合物，它们也被燃料电池电极吸附。
从燃料电池去除污染物的已知方法包括：如2002年3月19日授权给Oko等的美国专利6,358,639所公开，当燃料电池不工作时，使例如有机溶剂、过氧化氢或臭氧水的液体去除物质流经燃料电池。然而，这种方法必须使用复杂和昂贵的液体泵浦和阀门系统，并且显著地中断燃料电池的工作。2001年10月9日授权的美国专利6,299,996公开了具有用于使系统的燃料电池从第一工作状态切换到第二工作状态的三个阀门的系统的使用，其中在第一工作状态，燃料流经阳极流场板，在第二工作状态，氧化剂气体补给流经阳极流场板。该系统还需要具有多个位置的若干复杂阀门以及精细的流通路径。
因此，需要一种净化程序，该净化程序可以从燃料电池电极有效地去除污染物而不需要大范围中断燃料电池发电设备的工作，并且不需要昂贵的、复杂的阀门和流通路径设备。
发明内容
本发明是一种用于燃料电池发电设备的净化程序，其中该发电设备包括至少一个燃料电池，用于从包含氢的还原流体燃料和包含氧的氧化剂反应物流产生电能。电源电路与燃料电池相连，用于将电能从燃料电池引导到主电学负载。燃料电池包括：位于电解质相对侧上的阳极电极和阴极电极；与阳极电极流体连通的阳极流场，用于引导氢燃料流经燃料电池和邻近阳极电极流过；以及与阴极电极流体连通的阴极流场，用于引导氧化剂流流经燃料电池以及邻近阴极电极流过。
净化程序包括以下步骤：通过连接主电学负载到燃料电池、引导氧化剂流流经阴极流场、并引导氢燃料流流经阳极流场，由此使燃料电池发电设备工作以在工作周期产生电能。只要燃料电池的电能生产减小预定数量，例如，由于电极污染减小至少5％，通过使电学负载与燃料电池断开而终止工作周期并且启动净化周期。接着，在净化周期，通过氧化在工作周期吸附在电极上的污染物而净化燃料电池。然后通过再次连接主电学负载到燃料电池来使发电设备工作，从而终止净化周期。净化周期可以基于燃料中的污染物等，调整燃料电池发电设备的特定维护计划的一部分。
在优选工作方法中，净化程序还包括以下步骤：通过在净化周期使阳极流场和阴极流场暴露于包含氧的氧化剂，例如静止的大气空气，从而氧化污染物。优选地，使用共同所有的美国专利申请序列号10/305,300中公开的程序，通过将流从包含氢的流体转换成包含氧化剂的流体，由此使阳极和阴极流场暴露于包含氧的氧化剂，该专利申请在2003年7月17日以公开号US 2003/0134164 A1公开，其中描述了一旦燃料电池停止运转，则使用空气快速净化阳极流场。另一优选方法还包括以下步骤：通过引导氧化剂流流经燃料电池的阳极流场和阴极流场来氧化污染物。另一优选方法包括：通过加热氧化剂，之后引导加热的氧化剂流流经燃料电池的阳极流场和阴极流场，而氧化污染物。通过提供流的已知方法，例如，通过氧化剂鼓风机或压缩机，或通过供给压缩的氧化剂等，可以引导氧化剂流流经阳极流场。
加热的氧化剂可以通过与燃料电池的氧化剂入口流体连通的已知加热器来加热。此外，通过引导离开燃料电池的氧化剂流流经燃料电池废物循环回路并返回经过阳极和阴极流场，可以促进氧化剂或加热的氧化剂流流经阳极流场，从而获得燃料电池电极更快速和更有效的净化。燃料电池本身可以通过本领域中已知的改善净化程序的任意其它方便的方法来加热。这些方法包括使用流经燃料电池附近的加热的冷却剂，或当燃料电池处于或约处于正常工作温度时执行净化程序。
净化程序的额外备选方法还包括以下步骤：优选地，以上述美国专利申请No.10/305,300中公开的方式使燃料电池停止运转并且以美国专利申请No.10/305,301中公开的方式启动燃料电池，通过使流经阳极流场的流在包含氢的流体和包含氧的流体之间交替，由此执行至少两次且不多于10次的循环来氧化污染物，其中该美国专利申请No.10/305,301于2003年7月17日以公开号No.US 2003/0134165 A1公开，且公开了通过包含氢的流体在阳极流场中空气的快速净化，此后连接主电学负载来启动燃料电池。
净化程序还可以包括：通过引导氢燃料流流经阳极流场、连接直流电压源到阳极和阴极电极、以及施加直流电压以使阴极电极相对于阳极电极的电势增加至高于约0.9伏特且增加小于约1.6伏特，由此氧化污染物。此外，向阳极和阴极电极施加直流电压可以循环接通和关断5～20次。该过程还可以使用具有适当电压、频率和电流的交流电源来执行。
另一种备选的净化程序包括：还是根据上述US专利申请No.10/305,300中公开的使燃料电池停止运转的程序，通过使阳极流场和阴极流场暴露于包含氧的氧化剂来氧化污染物。然后，直流电压源的正端子与电极之一相连，直流电压源的负端子与另一电极相连。施加到电极的直流电压受到控制，使得燃料电池的电压为约0.0伏特～约0.5伏特，阳极电极的电势高于阳极空气电势，且阴极电极的电势低于阴极空气电势。此外，直流电压源的正端子和负端子可以交替地反转，使得正端子与相反的电极相连且负端子与相反的电极相连。在优选方法中这种反转可以发生5～20次。
净化程序还包括：当第二燃料电池继续正常工作时，对发电设备的第一燃料电池执行上述步骤。例如，已知对于大的发电机，燃料电池可以布置成两个或更多的燃料电池堆叠组件，其中每个燃料电池堆叠组件使用共同的歧管装置和流通结构，用于引导反应物流和电功率流，这是众所周知的。本发明包括：当第二燃料电池或第二燃料电池堆叠组件处于工作周期且与主电学负载相连时，对不处于工作周期且不与主电学负载相连的第一燃料电池或第一燃料电池堆叠组件执行所述净化程序。第二燃料电池或第二燃料电池堆叠组件由此可以提供对第一燃料电池或第一燃料电池堆叠组件执行所述净化程序所必需的任意电能，从而提高了净化程序的效率。
本发明的用于燃料电池发电设备的净化程序可以通过定制的维护计划来执行，该计划具有特定工作周期持续时间用于每个净化周期。这种针对给定发电设备的维护计划可以是定制的，从而基于发电设备的配置、发电设备的工作参数以及发电设备使用的特定燃料，满足特定发电设备的预期需求。可以通过控制方案设置定制的维护计划，该控制方案设计成：当功率损失到达预定值时，例如减小20％时，启动净化过程。这种定制的维护计划使得本净化程序实际从发电设备的燃料电极基本上消除所有的污染物，使得对于很长时间的工作，发电设备没有显著的性能衰减。
因此，本发明的一般目的是提供一种克服现有技术缺点的净化程序。
另一更具体目的是提供一种可以在维护计划中使用的燃料电池发电设备的净化程序，以消除发电设备的燃料电池电极的污染物，而不需要复杂昂贵的阀门和精细的流通路径。
当结合附图阅读下面的描述时，用于燃料电池发电设备的本净化程序的这些和其它目的以及优点将更加显而易见。
附图说明
图1是一种燃料电池发电设备的简化示意图，该燃料电池发电设备适于执行本发明的燃料电池发电设备净化程序。
图2的图表示出了在暴露于硫化氢污染物之前、暴露于硫化氢污染物之后以及执行本发明的净化程序的优选方法之后，燃料电池的电池电压与电流密度的曲线图。
图3的曲线图示出了由于二氧化硫污染阴极电极导致的燃料电池性能的衰减，以及在执行本发明的净化程序之后该性能衰减的恢复。
具体实施方式
详细地参考附图，适于执行本发明的燃料电池发电设备净化程序的燃料电池发电设备在图1中示出，并一般由参考数字10表示。发电设备10包括至少一个燃料电池12，用于从包含氢的还原流体燃料和包含氧的氧化剂反应物流产生电能。氢燃料通过包括燃料入口阀门20的燃料入口16从燃料存储源14引导。燃料然后流经燃料电池12的阳极流场22，该流场以本领域已知的方式引导燃料流经燃料电池12的阳极电极24附近。然后燃料通过具有燃料出口阀门28的燃料出口26流出燃料电池。
类似地，氧化剂通过包括氧化剂入口阀门34的氧化剂入口32从氧化剂源30(例如空气)引入，其中该氧化剂入口32还可以包括用于增加氧化剂的流速和压力的氧化剂鼓风机或压缩机36以及氧化剂加热器38。氧化剂入口32将氧化剂引导到燃料电池12中，在那里它流经阴极流场40，该阴极流场40引导氧化剂流经阴极电极42附近。氧化剂出口44通过氧化剂出口阀门46将氧化剂引出阴极流场40。电解质48，例如本领域中已知的固体质子交换膜，固定在燃料电池12中的阳极电极24和阴极电极42之间。
发电设备10还可以包括燃料电池废物循环回路装置，用于引导离开燃料电池12的燃料电池反应物回到燃料电池12中。燃料电池废物循环回路装置可以包括燃料循环回路50，该燃料循环回路50流体连通地固定在燃料出口26和燃料入口阀门20下游的燃料入口16之间，燃料循环鼓风机52固定到燃料循环回路50。废物循环回路装置还可以具有氧化剂循环回路54，该氧化剂循环回路54流体连通地固定在氧化剂出口44和氧化剂入口阀门34下游的氧化剂入口32之间，氧化剂循环鼓风机56固定到氧化剂循环回路54。氧化剂交叉装置还可以固定在氧化剂入口32和燃料入口16之间，用于选择性地引导氧化剂流从氧化剂入口32到燃料入口16中。氧化剂交叉装置可以包括本领域中已知的具有该功能的任意设备，例如，流体连通地固定在燃料入口阀门20下游的燃料入口16和氧化剂入口阀门34下游的氧化剂入口32之间的氧化剂交叉线58和氧化剂交叉阀门60。
电源电路80与燃料电池12、主电学负载82以及主电学负载开关84电通信。电源电路还包括辅助负载86，例如电阻性负载，它可以通过闭合辅助负载开关88而启动。此外，直流电压源90通过直流线92A、92B固定到直流控制器94。直流控制器94可用于简单地连接和断开，以及例如通过电源电路80，选择性地控制从直流电压源90向阳极电极24和阴极电极42施加直流电流。此外，例如如图1所示通过电源电路80，或本领域已知的其它方法，直流控制器可用于专门引导正直流端子96通过线92A与阳极电极24相连，负直流端子98通过线92B与阴极电极42相连。
直流控制器94还可以是本领域中已知的任意控制装置，它可以执行所述功能，且它还可以为了净化周期的一系列中断的直流施加，选择性地中断向阳极电极24和阴极电极42施加直流电流；它还可以用于测量阳极电极24和阴极电极42的电势；并且，它还可以根据电极24、42的测量电势来控制向电极24、42的电流施加或终止该电流施加。直流电压源90可以是本领域中已知的能够供给直流电压的任意设备，例如电池，或与外部交流源(例如输电线路)电通信的变换器，或与电源电路80电通信的转换器，等等。如果条件允许，燃料电池的电源还可以包括交流供电装置。
通过以下步骤，所述的燃料电池发电设备10可用于执行本发明的净化程序：首先发电设备10工作以产生用于工作周期(短语“工作周期”在此表示特定持续时间)的电能。接着，无论任何原因，包括阳极电极24和/或阴极电极42的污染物导致的原因，只要燃料电池的最优电能产生减小预定数量，例如减小至少5％，则通过断开主负载开关84以从燃料电池12断开主负载82，终止工作周期并且启动净化周期。净化燃料电池12的阳极电极24和/或阴极电极42的第一优选方法中，通过关闭燃料入口阀门20终止包含氢的燃料流，且例如通过打开交叉阀门60或通过本领域已知的任意方式，允许空气流入阳极流场22。为最小化对燃料电池12的损害，空气向阳极流场22中的运动优选地遵循上述美国专利申请No.10/305,301中公开的停止运转方法。通过在阳极电极24和阴极电极42上都具有空气，这两个电极同时被净化。在这种空气/空气模式中，因为不存在氢燃料来抑制阴极电极42的电势，这两个电极24、42都可以升高到高于正常燃料电池12开路电势的电极电势(和标准参考氢电极相比)。在这种空气/空气模式中，这两个电极24、42都可以升高到约1.0～约1.25伏特的电势。通过关闭交叉阀门60和开启燃料入口阀门30而使流经阳极流场22的流在上述包含氧的氧化剂和氢燃料之间交替的额外步骤，或通过使流经阳极流场22的流在氧化剂和氢反应物流之间交替的本领域任意已知方式，在1.0～1.25伏特的范围内循环电极24、42的电势，直到燃料电池12返回到最优电能生产为止，本方法的电极24、42的净化得到增强。在另一方法中，由于效率的目的，交替流可以循环至少两次且不多于十个循环。通过该步骤，电压上限是阳极电极24上具有氢燃料且阴极电极42上具有包含氧的氧化剂时的理论开路电压。
在净化燃料电池12的第二优选方法中，一旦通过断开主电学负载82而停止运转，燃料入口阀门60保持打开，使得氢保留在阳极电极24上且空气保留在阴极电极42上。接着，通过控制器94控制直流电压源90，使得阴极电极42获得与标准氢电极相比约0.9伏特～约1.6伏特的电压。因为不使用交叉阀门60且在该过程中电极24、42上保留它们正常的氢和氧反应物，该方法比前面的方法更简单。然而，这种净化方法仅限于净化阴极电极42。直流电压控制器94设置电极24、42的电压极限。此外，施加直流电压到阳极和阴极电极可以循环开启或关闭5～20次。
在净化燃料电池12的第三优选方法中，和第一优选方法一样，一旦通过断开主电学负载82而停止运转，则通过关闭燃料入口阀门20终止包含氢的燃料流，且例如通过打开交叉阀门60或本领域已知的任意方法，允许空气流进阳极流场22。为最小化对燃料电池12的损害，空气到阳极流场22中的运动优选地遵循上述美国专利申请No.10/305,301中公开的停止运转方法。例如，通过在控制器端子96和98之间反转流经控制器94的电流，直流电压源90被控制器94控制以驱动燃料电池12的电极24、42，使得相对于标准参考氢电极而言，每个电极交替地在约1.0的电势至约1.6伏特的电势之间升高或降低。当阳极电极24和阴极电极42通过控制器94在所述电压范围之间交替时，包含氧的氧化剂(例如空气)被引导以最小流量流经阳极流场22和阴极流场40。空气流不超过维持约10～约50毫安每平方厘米的电流所需的量。同时，阳极电极24和阴极电极42之间的电压差由控制器94控制，使得该电压差限于约0.5伏特。当达到0.5伏特的电压差时，控制器94反转流到阳极和阴极电极24、42的直流电流的方向。
在所有所述净化方法中，必须特别注意以确保净化方法不导致对任一电极的不可挽回的损害。通过使用上述美国专利申请No.10/305,300和10/305,301中所述的燃料电池12开启和停止运转程序可以避免损害。这两个专利申请都为本发明所有权利的受让人所有。使用任意所述方法的净化程序的持续时间足够使燃料电池12返回到最优电能输出。此外，出于本文的目的，词语“约”表示正负百分之十。
当第一燃料电池12处于净化周期且第二燃料电池(未示出)处于工作周期时，也可以对第一燃料电池12执行上述净化程序，其中该净化程序包括通过氧化电极24、42的污染物进行净化的上述方法。通过为需要电源的任意净化方法提供电能，这将提供改善的效率。众所周知，对电能的需求是无规律的，其中具有多个燃料电池的燃料电池发电设备在所有燃料电池工作时工作于峰值容量，且发电设备也用于供给较低的需求，其中一些燃料电池不工作。这里为了效率的目的，应当理解，具有多个燃料电池的燃料电池发电设备可以将这些燃料电池布置在本领域公知的两个或更多的燃料电池堆叠组件中。而且，如果具有多个燃料电池堆叠组件(未示出)的这种燃料电池发电设备执行这里描述的任意净化程序和方法，这些方法将最可能对不发电的第一燃料电池堆叠组件执行，而另一或第二燃料电池堆叠组件将工作以提供该净化程序所需的任何电力和该发电设备所需的任何电力。接着，第二或工作的燃料电池堆叠组件将被控制进入净化周期，而第一燃料堆叠组件将工作并提供该发电设备和进行净化程序的第二燃料电池堆叠组件所需的任何电力。这样，用作发电机的燃料电池发电设备将执行规则的净化程序，而不中断其普通工作需求。出于这里的目的，这种结构将简单地表征为具有第一燃料电池12和第二燃料电池(未示出)的燃料电池发电设备10，其中第一燃料电池12处于净化周期而第二燃料电池处于工作周期。
图2示出了测试结果，证明了燃料电池在应用上述净化程序的氧化方法之一仅5分钟之后，完全恢复到污染之前的工作性能。测试燃料电池工作状况如下：在燃料电池出口的氧化剂温度约为65摄氏度(此后，表示为“℃”)，冷却流为340立方厘米每分钟(“ccm”)，并且使用氢气和大气空气作为反应物流，得出如图2的参考数字100的菱形数据图所示的电池电压与电流密度关系的曲线。在暴露于阳极氧化剂流中百万分之十浓度的硫化氢两个小时之后，燃料电池的性能显著降低，得出参考数字102的方形图所示的电池电压随电流密度变化的曲线。接着，对测试燃料电池应用本发明的净化程序，其中氧化电极污染物的步骤包括连接直流源的正端子到燃料电池的阳极电极，和连接直流源的负端子到阴极电极，其中两个电极上都具有氧化剂。向电池施加直流，使得燃料电池的电压保持在约0.4伏特约5分钟。在执行本发明的净化程序的步骤之后，测量电池电压随电流密度变化，产生如图2中的线所表示的由参考数字104所示的曲线，该曲线完全位于参考数字100在图2中表示的燃料电池的原先曲线上。这表明通过上述步骤仅在5分钟内就完全恢复了燃料电池。
图3示出了另一测试结果，演示了由于阴极电池污染二氧化硫而导致的燃料电池性能的减退。参考数字106处的曲线示出了在工作700小时之后电池电压的下降，且参考数字108处的其它曲线示出了减退的性能的基线。参考数字110处的曲线示出了在参考数字112处由短语“恢复处理”所示的净化程序之后改善的燃料电池性能。通过上述第二优选净化程序获得改善的性能，其中氢保留在阳极电极24上且空气保留在阴极电极24上。
显而易见的是，本发明的净化程序易于提供定制维护计划，其中该计划具有基于特定燃料电池发电设备的工作需求以及特定反应物流的属性的、用于每个净化周期的工作周期的特定持续时间。对于用于电能运输车辆的燃料电池发电设备而言，当不使用例如公共汽车的运输车辆时，定制维护计划将与可能的停止运转间隔结合。例如，如果燃料电池发电设备供电的公共汽车每天将具有8小时的工作时间，取决于净化需要，维护周期可控制在每次工作周期之后执行，或在特定数目的工作周期之后执行，例如，每三十个工作周期执行一次。此外，对于用作发电机的燃料电池发电设备，可以使用定制的维护计划，其中一个燃料电池或燃料电池堆叠组件处于净化周期，而另一燃料电池或燃料电池堆叠组件处于工作周期。
尽管已经根据所描述和阐述的净化程序和方法公开了本发明，应当理解本发明不限于这些实施例。例如，尽管燃料电池发电设备10示为具有交叉线58和阀门60并具有氧化剂和燃料循环回路54、50，但是应当理解，可以不使用这些元件实现氧化电极污染物的很多所述方法，例如仅通过打开氧化剂入口阀门34、氧化剂出口阀门46和燃料出口阀门28，同时关闭燃料入口阀门20，以简单地允许流场22、40暴露于空气。因此，将仅主要参考下面的权利要求书而不是用于上述说明书确定本发明的范围。

Claims (13)

1.一种用于燃料电池发电设备(10)的净化程序，其中所述发电设备(10)包括：至少一个燃料电池(12)，用于从包含氢的还原流体燃料和包含氧的氧化剂反应物流产生电能；电源电路(80)，用于从燃料电池(12)引导电能到主电学负载(82)，该燃料电池(12)包括：位于电解质(48)相对侧上的阳极电极(24)和阴极电极(42)；与阳极电极(24)流体连通的阳极流场(22)，用于引导氢燃料流经燃料电池(12)和流经阳极电极(24)附近；以及与阴极电极(42)流体连通的阴极流场(40)，用于引导所述氧化剂流流经燃料电池(12)和流经阴极电极(42)附近，所述净化程序包括的步骤为：
a.通过连接主电学负载(82)到燃料电池(12)、引导氧化剂流流经阴极流场(40)、并引导氢燃料流流经阳极流场(22)，使燃料电池发电设备(10)工作在工作周期产生电能；
b.然后，一旦燃料电池(12)的最优电能生产减小预定数量，则通过从燃料电池(12)断开所述电学负载(82)，终止发电设备(10)的燃料电池(12)的工作以进行净化周期；
c.然后，在净化周期期间，通过终止流经阳极流场(22)的氢燃料流，并且然后引导包含氧的氧化剂流流经阴极流场(22)，使得电极(24，42)的电势相比于标准氢参考电极升高到约1.0～1.25伏特，从而氧化在工作周期期间吸附在阳极电极(24)和阴极电极(42)至少其中之一上的污染物，来净化燃料电池(12)。
2.权利要求1的净化程序，还包括以下步骤：在净化燃料电池(12)的步骤期间且在引导包含氧的氧化剂流流经阳极流场(22)之后，通过使流经阳极流场(22)的流在包含氧的氧化剂流和包含氢的燃料流之间交替来循环所述电极(24，42)的电势，直到燃料电池(12)返回到最优电能生产为止。
3.权利要求1的净化程序，还包括以下步骤：使流经阳极流场(22)的流在氧化剂和氢反应物流之间循环至少两个循环。
4.权利要求1的净化程序，还包括以下步骤：在净化燃料电池(12)的步骤期间，加热包含氧的氧化剂，随后引导加热的包含氧的氧化剂流流经燃料电池(12)的阳极流场(22)和阴极流场(40)。
5.权利要求1的净化程序，还包括以下步骤：在净化燃料电池(12)的步骤期间，加热燃料电池(12)，同时引导包含氧的氧化剂流流经燃料电池(12)的阳极流场(22)和阴极流场(40)。
6.权利要求1的净化程序，还包括以下步骤：在使燃料电池发电设备(10)工作的步骤之后，一旦燃料电池(12)的最优电能生产由于至少阳极电极(24)和阴极电极(42)之一的污染而减小至少5％时，通过从燃料电池(12)断开电学负载(82)而终止发电设备(10)的燃料电池(12)的工作以进行净化周期。
7.一种用于燃料电池发电设备(10)的净化程序，其中发电设备(10)包括：至少一个燃料电池(12)，用于从包含氢的还原流体燃料和包含氧的氧化剂反应物流产生电能；电源电路(80)，用于从燃料电池(12)引导电能到主电学负载(82)，该燃料电池(12)包括：位于电解质(48)相对侧的阳极电极(24)和极电极(42)；与阳极电极(24)流体连通的阳极流场(22)，用于引导氢燃料流经燃料电池(12)和流经阳极电极(24)附近；以及与阴极电极(42)流体连通的阴极流场(40)，用于引导氧化剂流流经燃料电池(12)和流经阴极电极(42)附近，该净化程序包括以下步骤：
a.通过连接主电学负载(82)到燃料电池(12)、引导氧化剂流流经阴极流场(40)、并引导氢燃料流流经阳极流场(22)，使燃料电池发电设备(10)工作以在工作周期产生电能；
b.然后，一旦燃料电池(12)的最优电能生产减小预定数量，通过从燃料电池(12)断开电学负载(82)，终止发电设备(10)的燃料电池(12)的工作以进行净化周期；
c.然后，在净化周期期间，通过连接直流电压源(90)到阳极和阴极电极(24，42)，并施加直流电压以使得和标准氢参考电极相比，阴极电极(42)相对于阳极电极(24)的电势升高到约0.9伏特～约1.6伏特，氧化在工作周期期间吸附在阴极电极(42)上的污染物，来净化燃料电池(12)。
8.权利要求7的净化程序，还包括以下步骤：在净化燃料电池(12)的步骤期间，使用直流控制器(94)来循环直流电压接通和关断5～20次，以使得和标准氢参考电极相比，阴极电极(42)相对于阳极电极(24)的电势在约0.9伏特～约1.6伏特变化。
9.权利要求7的净化程序，还包括以下步骤：在使燃料电池发电设备(10)工作的步骤之后，一旦燃料电池(12)的最优电能生产由于阴极电极(42)的污染而减小至少5％，则通过从燃料电池(12)断开电学负载(82)，来终止发电设备(10)的燃料电池(12)的工作以进行净化周期。
10.一种用于燃料电池发电设备(10)的净化程序，其中该发电设备(10)包括：至少一个燃料电池(12)，用于从包含氢的还原流体燃料和包含氧的氧化剂反应物流产生电能；电源电路(80)，用于从燃料电池(12)引导电能到主电学负载(82)，该燃料电池(12)包括：位于电解质(48)相对侧的阳极电极(24)和阴极电极(42)；与阳极电极(24)流体连通的阳极流场(22)，用于引导氢燃料流经燃料电池(12)和流经阳极电极(24)附近；以及与阴极电极(42)流体连通的阴极流场(40)，用于引导氧化剂流流经燃料电池(12)和流经阴极电极(42)附近，该净化程序包括以下步骤：
a.通过连接主电学负载(82)到燃料电池(12)、引导氧化剂流流经阴极流场(40)、并引导氢燃料流流经阳极流场(22)，使燃料电池发电设备(10)工作以在工作周期产生电能；
b.然后，一旦燃料电池(12)的最优电能生产减小预定数量，则通过从燃料电池(12)断开电学负载(82)，终止发电设备(10)的燃料电池(12)的工作以进行净化周期；
c.然后，在净化周期期间，通过终止流经阳极流场(22)的氢燃料流且然后引导包含氧的氧化剂流流经阳极流场(22)，来净化燃料电池(12)；
d.然后，连接直流电压源(90)到阳极和阴极电极(24，42)，并控制对所述电极(24，42)的直流电压施加，使得所述电极之间的电压差限于约0.5伏特，并且一旦该电压差增加到约0.5伏特，则控制直流电压的施加，以反转从直流源(90)流到阳极和阴极电极(24，42)的电流的方向；以及
e.在控制对所述电极(24，42)的直流电压施加的同时，引导最小流量的包含氧的氧化剂流流经阳极流场(22)和阴极流场(40)。
11.权利要求10的净化程序，还包括以下步骤：在净化燃料电池(12)的步骤期间，加热包含氧的氧化剂，随后引导加热的包含氧的氧化剂流流经燃料电池(12)的阳极流场(22)和阴极流场(40)。
12.权利要求10的净化程序，还包括以下步骤：在净化燃料电池(12)的步骤期间，加热燃料电池(12)，同时引导包含氧的氧化剂流流经燃料电池(12)的阳极流场(22)和阴极流场(40)。
13.权利要求10的净化程序，还包括以下步骤：在使燃料电池发电设备(10)工作的步骤之后，一旦燃料电池(12)的最优电能生产由于阳极电极(24)和阴极电极(42)之一或二者的污染而减小至少5％，则通过从燃料电池(12)断开电学负载(82)，终止发电设备(10)的燃料电池(12)的工作以进行净化周期。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102738491A (zh) * 2011-03-30 2012-10-17 通用汽车环球科技运作有限责任公司 通过场外水冲洗的电压恢复和污染物去除
CN103515636A (zh) * 2012-06-15 2014-01-15 空中客车德国运营有限责任公司 燃料电池系统以及用于操作燃料电池系统的方法
CN103682375A (zh) * 2012-09-12 2014-03-26 通用汽车环球科技运作有限责任公司 燃料电池电极污染物的氧化
CN108987768A (zh) * 2018-06-26 2018-12-11 华电电力科学研究院有限公司 一种自净化的燃料电池系统及自净化方法
CN112652793A (zh) * 2020-12-21 2021-04-13 清华大学 雾霾发电装置和发电方法

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080206610A1 (en) * 2005-09-30 2008-08-28 Saunders James H Method of Operating an Electrochemical Device Including Mass Flow and Electrical Parameter Controls
KR20110042097A (ko) * 2008-08-29 2011-04-22 파나소닉 주식회사 연료전지 발전 시스템
EP2438642B1 (en) * 2009-06-03 2013-04-03 BDF IP Holdings Ltd Methods of operating fuel cell stacks and systems
US9786934B2 (en) * 2009-07-08 2017-10-10 The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Navy Performance recovery of a fuel cell
KR20110083756A (ko) * 2009-09-02 2011-07-20 파나소닉 주식회사 연료 전지 발전 시스템 및 그 운전 방법
FR2991506B1 (fr) * 2012-05-29 2015-03-20 Commissariat Energie Atomique Procede de la mesure de la reproductibilite de n assemblages unitaires membrane echangeuse d'ions/electrodes par introduction d'agent polluant
DE102022204006A1 (de) 2022-04-26 2023-10-26 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren zum Betreiben eines PEM-Brennstoffzellenstacks

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3422509B2 (ja) * 1993-03-08 2003-06-30 三菱重工業株式会社 固体高分子電解質燃料電池システム
US5945229A (en) * 1997-02-28 1999-08-31 General Motors Corporation Pattern recognition monitoring of PEM fuel cell
JP2000156239A (ja) * 1998-11-18 2000-06-06 Toyota Motor Corp 固体酸化物型燃料電池
US6316135B1 (en) 1999-07-22 2001-11-13 International Fuel Cells Llc Direct antifreeze cooled fuel cell
US6358639B2 (en) 1999-08-27 2002-03-19 Plug Power Llc Methods and kits for decontaminating fuel cells
US6299996B1 (en) 1999-09-24 2001-10-09 Plug Power Inc. Fuel cell system
JP2001146407A (ja) * 1999-11-18 2001-05-29 Matsushita Electric Ind Co Ltd 一酸化炭素浄化装置、その運転方法およびその停止方法
DE10134193A1 (de) * 2000-07-17 2002-02-07 Vodafone Pilotentwicklung Gmbh Brennstoffzellensystem
US20020076582A1 (en) 2000-12-20 2002-06-20 Reiser Carl A. Procedure for starting up a fuel cell system using a fuel purge
US6858336B2 (en) 2000-12-20 2005-02-22 Utc Fuel Cells, Llc Procedure for shutting down a fuel cell system using air purge
CN100346519C (zh) * 2002-03-29 2007-10-31 埃斯特科电池管理有限公司 燃料电池健康管理系统
JP3801096B2 (ja) * 2002-05-20 2006-07-26 トヨタ自動車株式会社 スタック構造を有する燃料電池
JP2004265692A (ja) * 2003-02-28 2004-09-24 Nissan Motor Co Ltd 燃料電池システム

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102738491A (zh) * 2011-03-30 2012-10-17 通用汽车环球科技运作有限责任公司 通过场外水冲洗的电压恢复和污染物去除
CN103515636A (zh) * 2012-06-15 2014-01-15 空中客车德国运营有限责任公司 燃料电池系统以及用于操作燃料电池系统的方法
CN103515636B (zh) * 2012-06-15 2017-07-04 空中客车德国运营有限责任公司 燃料电池系统、飞行器及用于操作燃料电池系统的方法
CN103682375A (zh) * 2012-09-12 2014-03-26 通用汽车环球科技运作有限责任公司 燃料电池电极污染物的氧化
CN103682375B (zh) * 2012-09-12 2016-06-01 通用汽车环球科技运作有限责任公司 燃料电池电极污染物的氧化
CN108987768A (zh) * 2018-06-26 2018-12-11 华电电力科学研究院有限公司 一种自净化的燃料电池系统及自净化方法
CN108987768B (zh) * 2018-06-26 2023-05-09 华电电力科学研究院有限公司 一种自净化的燃料电池系统及自净化方法
CN112652793A (zh) * 2020-12-21 2021-04-13 清华大学 雾霾发电装置和发电方法

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KR101169828B1 (ko) 2012-07-30
WO2007040576A3 (en) 2009-04-02
JP2008546130A (ja) 2008-12-18

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