CN103348522B - 用于燃料电池的再循环回路 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于燃料电池（1a）的气体线路的再循环回路（11R或12Ra），其中再循环回路形成了起始于燃料电池堆（1）的两个阳极电路或阴极电路之一的出口并且终止于两个供应线路之一的连接管道，所述两个供应线路或者在燃料气体供应管道（11A）上，或者在氧化剂气体供应管道（12A）上。所述再循环回路再循环了包含在所述燃料电池的阳极电路或阴极电路内的气体，所述再循环回路包括泵（115或125）以再循环所述气体。再循环回路包括将回路分成第一部段（11R1或12R1）和第二部段（11R2a或12R2a）的多路阀（119或129），所述多路阀具有：第一稳定操作位置，所述第一稳定操作位置建立了在回路的第一部段和第二部段之间的连续性；以及第二稳定操作位置，所述第二稳定操作位置同时地中断了在再循环回路的第一部段和第二部段之间的连续性，并且通过移动多路阀，将所述再循环回路与大气接触。

Description

用于燃料电池的再循环回路
技术领域
本发明涉及燃料电池堆，更具体而言，但是不仅仅涉及具有聚合物膜形式的电解质的类型的燃料电池堆（也即，PEFC（聚合物电解质燃料电池））。
背景技术
已知燃料电池堆能够通过从氢（燃料）和氧（氧化剂）开始的电化学氧化还原反应直接地产生电能，而不通过机械能转换步骤。该技术似乎前景很好，尤其是对于机动车辆应用。燃料电池堆通常包括单一零件的系列组合，每个所述单一零件基本由通过聚合物膜分离的阳极和阴极组成，所述聚合物膜能够使离子从阳极通到阴极。在“死端（deadend）”线路的情况下，也即，线路没有在周围环境下正常地打开，其通常为对于阳极电路的情况，并且也为对于用于利用纯氧操作的电池的阴极电路的情况，在正常操作期间，包括在燃料电池堆的阳极或者阴极电路内的气体的再循环是有必要的，以便实现必要的阳极或者阴极电路的过量供应，而非气体的过量消耗，并且由于包含在再循环气体内的水还使引入的新鲜气体变潮湿。
专利申请WO06/012953和专利申请EP2017916描述了一种燃料电池堆，特别是燃料电池堆的气体供应通道。在特定的燃料电池堆的用途中，一种用途导致在阳极电路和阴极电路两处，增加流体泵和/或压缩机的数量，以便尤其在燃料电池堆的关闭阶段期间，能够进行非常精密的气体线路控制。例如，可以参考专利申请FR2009/57644。
本发明的目的是在提供一种气体再循环和净化的精密控制，或者排气到大气中处取得成功，这二者是必要的，无论在启动或者熄灭（extinction）的阶段或者状态下操作都不增加泵，所述泵为相对庞大并贵重的设备。
发明内容
本发明提出了一种用于燃料电池堆的气体线路的再循环回路，所述再循环回路形成了起始于所述燃料电池堆的两个阳极电路或阴极电路中的一个的出口并且终止于两个供应线路之一的连接管路，所述两个供应线路或者为燃料气体供应通道，或者为氧化剂气体供应通道，所述再循环回路提供了包含在所述燃料电池堆的阳极电路或阴极电路内的气体的再循环，所述再循环回路包括再循环泵，所述再循环泵提供了包含在所述燃料电池堆的阳极电路或阴极电路内的气体的再循环，其特征在于所述再循环回路包括将所述再循环回路分成第一部段和第二部段的多路阀，所述多路阀具有称为再循环位置的第一稳定使用位置和第二稳定使用位置，所述第一稳定使用位置提供了在所述再循环回路的第一部段和第二部段之间的连续性，所述第二稳定使用位置同时地提供了在所述再循环回路的第一部段和第二部段之间的所述连续性的中断，以及通过操纵所述多路阀进行使所述再循环回路与大气接触。
在本发明的一个优选的实施方案中，所述多路阀为三通阀。在说明书的剩余部分中，将描述使用这样的阀的实例。然而，本发明并不把其他类型的阀的使用排除在外，例如用两个二通阀代替一个三通阀的布置，或者用一个或更多多路阀的任何其他布置。
在本发明的一个特定的实施方案中，所述泵安装在所述再循环回路内，所述再循环回路在所述阀处于第一位置时，能够提供包含在所述燃料电池堆的阳极电路或阴极电路内的气体的再循环，并且在所述阀处于第二位置时，能够提供气体的提取或喷射。
本发明使其能够使用单一的泵，所述单一的泵用于在所述燃料电池堆的正常操作期间实现再循环功能，并且在特定的操作阶段期间，例如所述燃料电池堆的关闭周期，实现提取燃料气体的功能。在阳极电路侧，该布置同等地应用至供应有作为氧化剂气体的大气的电池，并且对于阴极电路侧，应用至供应有氧的电池。本发明不但涉及对于阳极侧供应有纯氧的电池，而且涉及对于该阴极侧供应有大气的电池。
本发明使其能够使用单一的泵，所述单一的泵用于实现在所述阳极电路内用于气体的均化作用的混合功能，并且也用于在特定的操作阶段期间，例如所述燃料电池堆的关闭周期，实现空气喷射功能。在所述阳极电路侧，该布置同等地应用至供应有作为氧化剂气体的大气的电池，并且应用至供应有纯氧的电池。而且，在供应有纯氧的电池的情况下，对于所述阴极电路，在电池的正常操作下，相同的泵此外还提供了再循环功能。
本发明也延伸至用于关闭燃料电池堆的特定的程序，所述燃料电池堆包括如上所述的特征，关闭程序包括下面的行为：
●（i）关断燃料气体和氧化剂气体的供应，
●（ii）以下面连续的位置的顺序放置两个阳极电路或阴极电路的每一个的三通阀：
○处于这样的位置，在阴极电路处，通过以适当的方式控制泵，使得能够实现空气喷射功能，并且在阳极电路处，通过以适当的方式控制所述泵，使得能够实现氢排放功能，
○处于这样的位置，在两个阳极电路和阴极电路的每一个处，通过以适当的方式控制每一个所述泵，使得能够实现气体再循环或混合功能。
附图说明
说明书的其余部分用于通过所附附图使得本发明的所有方面得到清楚得理解，在附图中：
-图1为供应纯氧的根据本发明的燃料电池堆的示图；
-图2为供应环境空气的根据本发明的燃料电池堆的示图；
-图3为供应环境空气的根据本发明的燃料电池堆的实施方案的变体的示图；
-图4显示了如图1所示的在燃料电池堆的熄灭期间各个参数的变化；
-图5显示了根据本发明的用于关闭燃料电池堆的程序的流程图。
具体实施方式
图1显示了具有聚合物膜的形式的电解质的类型的燃料电池堆1a（也即，PEFC（聚合物电解质燃料电池）或者PEM（质子交换膜）类型）。燃料电池堆1a供应有两种气体，即燃料（在车辆上储存或者产生的氢）和氧化剂（在该实例中，纯氧），其气体供应给电化学电池的电极。电力负载器14通过电力管路10连接到燃料电池堆1a。为了简化事情，图1仅显示了用于理解本发明的气体线路零件。
阳极电路的描述：
显示在图1中的装置包括在阳极侧上的燃料气体供应线路11。纯氢（H2）罐11T是可见的，该纯氢（H2）罐11T通过供应管路连接到燃料电池堆1a的阳极电路的入口，所述供应管路经过关断阀110、然后经过压力调节阀117，然后经过喷射器113并且然后经过终止在阳极处的燃料气体供应通道11A。在高压存储的情况下，减压阀（未示出）位于罐11T和关断阀110之间。氢（燃料）供应线路11的形成部件为用于再循环通过燃料电池堆没有消耗的氢的回路11R，氢（燃料）供应线路11的形成部件连接到燃料电池堆1a的阳极电路的出口。
再循环回路11R形成为起始于燃料电池堆1a的阳极电路的出口并且终止于在喷射器113处的燃料气体供应通道11A的连接管路。喷射器113提供了没有由燃料电池堆消耗的燃料气体的再循环，并且提供了与源自纯氢（H2）罐11T的新鲜燃料气体混合。再循环回路包括泵115，泵115提供了强制的并可控的没有由燃料电池堆消耗的燃料气体的再循环。再循环回路包括三通阀119，三通阀119将所述再循环回路11R分成第一部段11R1和第二部段11R2。
通过将三通阀119放置在其第一位置（再循环位置）处，在穿过燃料电池堆的阳极电路时，将泵115用作再循环没有被消耗的燃料气体的部分的功能。
在燃料电池堆的关闭期间，有可能使其被驱动从而不得不强行地从阳极电路提取氢。在这种情况下，通过将三通阀119放置于其第二位置，提供了再循环回路至喷射器113的流通的中断。第一部段11R1与再循环回路11R的第二部段11R2隔离。然后第一部段11R1通过第一净化管路11D与大气接触，第一净化管路11D终止于用于排气到大气的孔口112。在这种情况下，泵115用作在燃料电池堆的关闭阶段期间提取燃料气体的功能。
也应当注意的是，再循环回路11R包括水分离器114，水分离器114安装在再循环回路11R的第一部段11R1内。第二净化管路11C安装在水分离器114之下。关断阀118安装在该第二净化管路11C内。第二净化管路11C终止于同样的用于排气道大气的孔口112。通过控制关断阀118，可以在必要时提供使水分离器114排水和净化阳极电路的两方面的功能。
额外的燃料气体积蓄室116也是可见的，其位于燃料气体供应线路11的管道内，在关断阀110和压力调节阀117之间。
应当注意的是，额外的燃料气体积蓄室116能够位于燃料气体供应线路内的任何点处，也就是说，在关断阀110和燃料电池堆1a之间的任何点处，甚至在再循环线路11R内或者在水分离器114和喷射器113之间的线路内。然而，有利的是将额外的燃料气体积蓄室116放置在线路内的压力更高的点处，以便减少其中的体积，或者在相同的体积处，以便储存更大量的氢。而且，压力调节阀上游的位置可以控制所述积蓄室的排放。
阴极电路的描述：
现在将描述怎样能够在燃料电池堆的阴极电路实现本发明。
如图1所示的装置包括纯氧供应线路12，将纯氧用作氧化剂气体。纯氧（O2）罐12T是可见的，该纯氧（O2）罐12T通过供应管路12A连接到燃料电池堆1a的阴极电路的入口，所述供应管路12A经过关断阀128、然后经过压力调节阀127，然后经过喷射器123并且终止在燃料电池堆的阴极处。在高压存储的情况下，减压阀（未示出）位于罐12T和关断阀128之间。氧供应通道12的形成部件为用于再循环包括在燃料电池堆1a的阴极电路内的气体的回路12Ra，氧供应通道12的形成部件连接到燃料电池堆1a的阴极电路的出口。再循环回路12Ra包括三通阀129，三通阀119将所述再循环回路12Ra分成第一部段12R1a和第二部段12R2a。水分离器124安装在再循环回路12Ra内，在三通阀129的上游的再循环回路12Ra的第一部段12R1a内。净化管路12C连接到水分离器的下方。该净化管路12C终止在关断阀122处，在有必要净化阴极电路或者使水分离器124排水时操纵关断阀122。
再循环回路12Ra形成了起始于燃料电池堆1a的阴极电流的出口处并且终止于氧供应通道12A内的喷射器123处的连接管路。喷射器123提供了没有消耗的氧的再循环并于提供了与源自罐的新鲜氧混合。再循环回路12Ra包括泵125。空气供应通道12D连接到三通阀129，空气供应通道12D起始于用于排气到大气的孔口126。
通过在其第一位置处放置三通阀129，已标示出的是，提供了在所述再循环回路12Ra的第一部段12R1a和第二部段12R2a之间的连续性。在这种情况下，泵125用作再循环包含在燃料电池堆的阴极电路内的气体的功能。
在电池的特定操作阶段，例如在关闭期间，有可能被驱动从而不得不将大气强制性地喷射入阴极电路。在这种情况下，通过将三通阀129放置于其第二位置，提供了从再循环回路至喷射器123的流通的中断。再循环回路12Ra的第一部段12R1a与第二部段12R2a隔离。第二部段12R2a然后通过泵125和空气供应管路12D与大气接触。在这种情况下，泵125用作喷射空气的功能。
应当强调的是，在阴极电路处，本发明既可以应用至供应有纯氧的燃料电池，又可以应用至供应有作为氧化剂气体的大气的燃料电池。根据图2和图3，将在下面进行检查使用大气作为氧化剂气体的用于燃料电池操作的实施变体。
本发明的其他实施变体：
对于使用大气的电池，在阴极电路12b中，应当注意的是，在电池的正常操作期间，没有到阴极的再循环。具体地，由于没有消耗的气体的氧非常稀薄（耗尽的空气），不建议使其再循环。再循环操作仅在燃料电池堆的熄灭期间在阴极处使用，并不为了将未消耗的气体与新鲜气体混合，而是仅为了通过混合使包含在阴极处的气体均匀，以便实现氧的完全的消耗，而没有局部氧浓度较高的风险。
因此，图2示出了用于供应有大气的燃料电池堆1b的本发明的实施。可以看出，在这种情况下，本发明的具体元件以与图1中相同的方式安装在阳极电路侧上。在正常操作下，在阴极电路内可见的是空气压缩机125b，空气压缩机125b用于将大气供应给燃料电池堆。另一个不同是，用于阴极气体的再循环线路12Rb通过空气压缩机125b下游的简单分支连接123b直接地连接至供应通道12A，而不经过喷射器。在正常操作下，压力调节阀122b使耗尽的空气不断地散逸至大气。该压力调节阀122b的打开程度是受控的，以便在阴极电路中将压力维持在期望的值。
在燃料电池堆的正常操作下，没有使用再循环线路，关闭了泵125，并且在再循环线路12Rb中没有气体循环，使再循环线路12Rb变得实际上不存在。所有未经阴极电路消耗的气体通过压力调节阀122b被排放到大气。如果泵125在其停止时没有自然地提供止逆功能，则有必要在再循环线路12Rb中提供止逆阀，以便保证由压缩机供应的所有气体通向燃料电池堆1b的阴极电路的通路。
关断阀128能够在电池关闭时将阴极电路与大气隔离。该关断阀128可以位于压缩机上游或者下游。
在图3中表示的是供应有大气的燃料电池堆1b的实施方案的变体，其中阴极电路的再循环回路12Rc包括如同在图1中示出的实施方案中的三通阀129。再循环回路12Rc也包括泵125。三通阀129将再循环回路12Rc分成第一部段12R1c和第二部段12R2c。空气供应管路12D连接到三通阀129，空气供应管路12D起始于用于排气到大气的另一个孔口126c。
通过将三通阀129放置在其第一位置，如同在如上所述的第一变体中，泵125用作再循环燃料电池堆的阴极气体的功能。当期望强制性地将大气喷射进阴极电路时，当执行其熄灭程序时，通过将三通阀129放置在其第二位置，经由泵125和空气供应管路12D同时地提供了从再循环回路到连接123b的流通的中断以及将第二部段12R2c与大气接触。在这种情况下，泵125用作喷射空气的功能。
在图3中出现的其他元件具有与上述元件相同的作用。
如同通常所做的那样，如果压缩机125b通过燃料电池堆本身直接地供应有电能，则该变体特别有用处。事实上，在启动和关闭阶段期间，在燃料电池堆上的电压不足以供应压缩机125b。而且，泵125的尺寸远小于压缩机125b的尺寸。而后有利的是，具有另一种喷射空气的方式，以便开始电池的启动，或者以便在电池熄灭期间喷射需要用于产生氮的空气（以小量）。泵125通常由低压电源供应，即使在燃料电池堆关闭时，所述低压电源也总是可用的。对于所有这些原因（可用的电压，喷射的空气量），优选地是在关闭阶段使用泵125以引入空气。
熄灭程序的描述：
如下所述的程序使其能够熄灭燃料电池堆，以便保证在其内储存氢/氮混合物，而不需要氮罐。
关闭程序基本上由下面的阶段组成：
-第一阶段：剩余的氧消耗阶段，其在关断燃料气体供应和氧化剂气体供应时并且通过在燃料电池堆的终端处消耗电流IS而发生。维持该电流消耗（prélèvementdecourant）IS直到适当的指标指示在氧化剂气体供应系统中的氧化剂气体没有被充分地消耗。例如，适当的指标为穿过燃料电池堆的终端的电压；
-第二阶段：中和阶段，所述中和阶段发生在以氮填充阴极电路时。在如此处所述的实施方案中，氮为大气中的氮气。然后发生了大气的强制喷射，从而再次引入一点氧，氧的消耗必须由电流消耗控制；以及
-第三阶段：强制提取阶段，在所述强制提取阶段期间，在电化学过程已完全地关闭之后，任何过量的燃料气体都被强制性地去除（此处为过量的氢的强制性提取）。应当强调的是，借助本发明，该提取仅发生在燃料电池堆已被带入这样的状态之后，在该状态中，已采取用于避免氢的不充足供应的预防措施，所述氢的不充足供应的严重后果是已知的。
图5示意性地显示了根据本发明的关闭程序的基本命令的顺序的实例。不脱离本发明的范围的其他指令方法是可能的。能够看出的是，在关闭燃料电池堆的指令（停止指令）之后，自动燃料电池堆控制器通过关断气体的供应开始关闭程序，也就是说，通过例如同时地关闭关断阀110和关断阀128。
图4示出了根据图1中所示的布置，在关闭期间在燃料电池堆上实际地测量的三个阶段的顺序，所述燃料电池堆利用纯氧来操作，包括具有300cm2的活动区域的20个电池。x轴代表以秒为单位的时间，以关闭程序开始时的瞬间作为（0）参考。该图显示了在具有氮产生的关闭期间下面的量根据时间的变化。
·曲线1，其y轴标称为“堆电流[A]”，显示了来自燃料电池堆的电流消耗，以安培表示；
·曲线2，其y轴标称为“平均电池电压[V]”，显示了穿过燃料电池堆的电池的终端的平均电压，以伏特表示；
·曲线3，其y轴标称为“压力输出（Pressureout）[bar]”，显示了在阳极区室（氢：实线）内和阴极区室（氧：点线）内的压力，以巴（bara）表示（通常在燃料电池堆的领域中，“毫巴（mbara）”意味着“绝对毫巴”，最后的字母“a”表示“绝对的”）；以及
·曲线4，其y轴标称为“阳极H2浓度[%]”，显示了在阳极
区室内的氢浓度，以容量（vol）%表示。
在熄灭的第一阶段期间（0至11s，在图4中标为“氧耗尽”），从氧供应被关断的时刻开始（通过关闭关断阀128，在与关闭关断阀110相同的时刻，关断氢供应，参见图5的右手分支的第一区块），在燃料电池堆内的剩余的纯氧首先通过净化阀122的瞬时打开部分地排放至大气。
接着，在中和阶段期间，剩余部分通过消耗电流IS消耗，所述中和阶段将在下面解释。在熄灭程序的剩余部分期间，并且也在休息（repos）期间，净化阀122保持关闭，以便阻止空气渗透阴极。
如图4的第一曲线和图5的左手分支的开始所示，电流IS被首先地建立为60A。从至少一个电池下降到低于0.5V的阈值的时刻（参见在左手分支内的对Ucellmin的测试），控制器逐步地降低电流IS（参见图5的左手分支内的“降低IS”）；不久之后燃料电池堆开始降低电压。明智的是，使燃料电池堆配备有传感器和电气连接，所述传感器和电气连接对于单独地监控组成堆的电池（至少燃料电池堆的特定电池）的电压是必需的。从在燃料电池堆的阴极电路处的压力p低于试验性地选择的阈值pS的时刻（参见图5的右手分支中氧压力的测试，此处为0.8巴，大约发生在如图4所示的11s之后），中和阶段开始（11至41s，在图4中标为“氮产生”）。
在中和阶段期间，不能同时进行再循环和空气喷射。基于三通阀的位置，或者为再循环（第一位置），或者为喷射（第二位置）。在熄灭控制中的该交替清楚地出现在图5的右手分支的第二部分中，其显示了只要在阴极电路中的压力保持在低于1.8巴的阈值，则三通阀首先处于喷射位置（第二位置），并且然后显示了只要在阴极电路中的压力保持在高于1.6巴的阈值，则三通阀随后处于再循环位置（第一位置）并且保持循环，并且一旦阴极电路中的压力达到1.6巴的阈值该三通阀就返回至喷射位置。这样的结果是熄灭的阶段，这些阶段的每一个均为喷射和再循环的交替。一旦电池的平均电压基本为零（几乎使氧完全地耗尽的标志），中和阶段就终止，如图5的右手分支的对Ucellavg的测试的输出“是”所示。
此外，在“氮产生”阶段期间，泵125交替地提供了再循环功能和空气喷射功能。这些功能的交替的结果为在阴极处测量的压力波和在电池内测量的电压波。应当注意的是，阴极压力波和电池电压波相位相反（分别参见图4的第三曲线和第二曲线）。这是因为在空气喷射阶段期间（三通阀处于使喷射功能能够进行的位置），在阴极处的压力增加，但是由于在该时间期间内并未提供再循环功能，阴极气体不再混合，引起了在阴极通道内的氧气的局部不足，其由电压的下降来表示。相反地，当泵提供了再循环功能时（处于再循环位置的三通阀），阴极气体混合，并且阴极通道再次更好的供应有氧，其由电池电压的增长来表示，但是由于不再有任何喷射的空气，氧的消耗引起了阴极处的压力的降低。
重复的空气喷射导致了电压的提升（越来越少的提高）到在阴极电路内的氮的存在变得越来越占主导地位的程度。在此处说明的实例中，在图4中的曲线的帮助下，在阴极处的压力降低至0.8巴时，空气的第一喷射起始于第11s并维持，直到在阴极处的压力到达1.8巴。指示三通阀129处于空气喷射位置，同一时间，激活泵125，以便给阴极电路增加压力，所述压力逐渐地增加，然后指示三通阀129处于再循环位置，同一时间，以适当的方式控制泵125。因此，阴极电路的压力在1.8巴和1.6巴之间振荡，该平均水平在大约15s处实现。
电流消耗IS首先在第一恒定水平处建立（大约60安培），然后与燃料电池堆的电池的最低电压成比例的降低。相反地，在图4中看出，电流消耗的强度再次上升一些，伴随着电压的每一次新的提高。电流消耗的控制参见图5的左手分支的第二部分（见“降低IS”），根据燃料电池堆的对电压的测试。在燃料电池堆的电压接近0V时，电流最终变为零，如图5的左手分支的对燃料电池堆的电压的第二测试的输出“是”所示。
图4的第三曲线指示出在阴极区室的压力下降至低于1000毫巴。另一方面，尽管消耗与电流产生相关联，但是由于额外燃料气体积蓄室116的存在，氢压力仍然高于1.1巴，直到提取阶段。
从熄灭程序的开始直到41s的时间，在阳极侧上的泵115被保持在操作中，并且三通阀119处于再循环位置，以便混合阳极气体并防止氢的任意的局部不足。贯穿整个熄灭期间，避免了氢的不足，如在图4的第四曲线中表示的氢浓度所示，其显示了贯穿整个熄灭程序期间，在阳极电路内氢的体积浓度保持大于90%。
在时间41s处，通过将三通阀119放置在提取位置（第二位置，参见图5的第二至最后区块）指示氢提取阶段，使得只要在阳极电路内的压力不低于0.5巴的阈值，则能够通过激活泵115提取燃料气体。最后，当在阳极电路内的压力低于所述0.5巴的阈值时，伴随着泵115和泵125的关闭以及三通阀119和三通阀129在再循环位置（第一位置）的放置，关闭程序结束。
在该实例中，在空气喷射/再循环的六次（6）交替之后，阴极基本充满氮，并且电池的电压实际为零。这仅仅是用于控制空气喷射/再循环的交替的方法的一个实例；其他的使空气喷射/再循环的交替进行的控制方法是可能的。

Claims (6)

1.一种用于燃料电池堆(1)的气体线路的再循环回路(11R或12Ra或12Rb或12Rc)，所述再循环回路形成了起始于所述燃料电池堆(1)的阳极电路或阴极电路中的一个的出口处并且终止于两个供应线路之一的连接管路，当所述连接管路起始于所述阳极电路的出口处时所述供应线路为燃料气体供应通道(11A)，并且当所述连接管路起始于所述阴极电路的出口处时所述供应线路为氧化剂气体供应通道(12A)，所述再循环回路提供了包含在所述燃料电池堆的阳极电路或阴极电路内的气体的再循环，所述再循环回路包括泵(115或125)，所述泵(115或125)提供了包含在所述燃料电池堆的阳极电路或阴极电路内的气体的再循环，其特征在于所述再循环回路包括将所述再循环回路分成第一部段(11R1或12R1a或12R1c)和第二部段(11R2或12R2a或12R2c)的多路阀(119或129)，所述多路阀具有第一稳定使用位置和第二稳定使用位置，所述第一稳定使用位置提供了在所述再循环回路的第一部段和第二部段之间的连续性，所述第二稳定使用位置同时地提供了在所述再循环回路的第一部段和第二部段之间的所述连续性的中断，以及通过操纵所述多路阀进行使所述再循环回路与大气接触；
所述再循环回路(11R或12Ra或12Rb或12Rc)还包括一种用于关闭所述燃料电池堆(1)的程序，其包括下面的行为：
●(i)关断燃料气体和氧化剂气体的供应，
●(ii)以下面连续的位置的顺序放置所述阳极电路或阴极电路的每一个的三通阀：
○处于第一位置，该第一位置必须满足：在阴极电路处，通过以适当的方式控制泵(125)，使得能够实现空气喷射功能，并且在阳极电路处，通过以适当的方式控制所述泵(115)，使得能够实现氢排放功能，
○处于第二位置，该第二位置必须满足：在阳极电路和阴极电路的每一个处，通过以适当的方式控制泵(115和125)的每一个，使得能够实现气体再循环功能。
2.根据权利要求1所述的再循环回路(11R)，用于燃料电池堆(1)的燃料气体线路，所述再循环回路包括水分离器(114)，其特征在于所述泵(115)安装在第一部段(11R1)内，所述多路阀(119)的上游，并且其特征在于第一净化管路(11D)连接到所述多路阀(119)，以提供通过操纵所述多路阀进行使所述再循环回路与大气接触。
3.根据权利要求2所述的再循环回路，其特征在于第二净化管路(11C)安装所述水分离器(114)的下面，并且其特征在于所述第一净化管路(11D)和所述第二净化管路(11C)终止在一个并且相同的用于排气到大气的孔口(112)。
4.根据权利要求1所述的再循环回路，用于燃料电池堆(1)的氧化剂气体线路，其特征在于所述泵(125)安装在第二部段(12R2a或12R2c)内，所述多路阀(129)的下游，并且其特征在于空气供应管路(12D)连接到所述多路阀(129)，以提供通过操纵所述多路阀进行使所述再循环回路与大气接触。
5.根据权利要求4所述的再循环回路，其特征在于净化管路(12C)连接到所述再循环回路(12Ra或12Rc)的第一部段(12R1a或12R1c)，所述多路阀(129)的上游，所述净化管路(12C)终止于关断阀(122)处。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的再循环回路，其特征在于所述多路阀(119或129)为三通阀。
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