CN103682375B - 燃料电池电极污染物的氧化 - Google Patents

Abstract

通过跨过电极施加引起氧化的合适电压电势而用于氧化燃料电池堆中的阴极和阳极电极两者上的污染物的系统。所述系统包括蓄电池和电联接到蓄电池上的电转换器。所述电转换器配置成通过在用以氧化燃料电池堆中的阴极或阳极电极上的污染物的有效时间转换来自于蓄电池的电功率而有助于将氧化电势提供给燃料电池堆。电转换器将正电势提供给燃料电池堆以氧化阴极电极上的污染物且将负电势提供给燃料电池堆以氧化阳极电极上的污染物。如果蓄电池是高电压蓄电池，那么转换器是功率转换器，如果蓄电池是低电压蓄电池，那么转换器是增压转换器。

Description

燃料电池电极污染物的氧化

技术领域

本发明总体上涉及用于从燃料电池电极去除污染物的系统和方法，且更具体地涉及通过将合适正电势施加到燃料电池堆以氧化阴极电极污染物且将合适负电势施加到燃料电池堆以氧化阳极电极污染物来氧化燃料电池电极上的污染物的系统和方法。

背景技术

氢是非常有吸引力的燃料，因为氢是清洁的且能够用于在燃料电池中有效地产生电力。氢燃料电池是电化学装置，包括阳极和阴极，电解质在阳极和阴极之间。阳极接收氢气且阴极接收氧或空气。氢气在阳极中分解以产生自由质子和电子。质子穿过电解质到达阴极。质子与阴极中的氧和电子反应产生水。来自于阳极的电子不能穿过电解质，且因而被引导通过负载，以在输送至阴极之前做功。

质子交换膜燃料电池（PEMFC）是车辆的普遍燃料电池。PEMFC通常包括固体聚合物电解质质子传导膜，如全氟磺酸膜。阳极和阴极通常包括细分的催化剂颗粒，通常是铂（Pt），所述催化剂颗粒支承在碳颗粒上且与离聚物混合。催化剂混合物沉积在膜的相对侧上。阳极催化剂混合物、阴极催化剂混合物和膜的组合限定了膜电极组件（MEA）。MEA的制造相对昂贵且需要某些条件以有效操作。

多个燃料电池通常组合成燃料电池堆以产生期望功率。例如，车辆的典型燃料电池堆可以具有两百或更多堆叠的燃料电池。燃料电池堆接收阴极输入反应物气体，通常是由压缩机强制通过燃料电池堆的空气流。不是所有的氧都由燃料电池堆消耗，且一些空气作为阴极排气输出，所述阴极排气可以包括作为燃料电池堆的副产物的水。燃料电池堆还接收流入燃料电池堆的阳极侧的阳极氢反应物气体。燃料电池堆还包括冷却流体流经的流动通道。

燃料电池堆包括位于燃料电池堆中多个MEA之间的一系列双极板，其中，双极板和MEA设置在两个端板之间。双极板包括用于燃料电池堆中的相邻燃料电池的阳极侧和阴极侧。阳极气体流动通道设置在双极板的阳极侧上，且允许阳极反应物气体流向相应MEA。阴极气体流动通道设置在双极板的阴极侧上，且允许阴极反应物气体流向相应MEA。一个端板包括阳极气体流动通道，另一个端板包括阴极气体流动通道。双极板和端板由导电材料制成，如不锈钢或导电复合物。端板将燃料电池产生的电传导到燃料电池堆之外。双极板也包括冷却流体流经的流动通道。

当燃料电池系统处于闲置模式时，例如在燃料电池车辆在停车信号灯处停止时，其中，燃料电池堆不产生操作系统装置的功率，空气和氢通常仍提供给燃料电池堆，且燃料电池堆产生输出功率。在处于闲置模式时将氢提供给燃料电池堆通常是浪费的，因为在该状况下操作燃料电池堆不产生很多的有用功（如果有的话）。

对于这些和其它燃料电池系统操作状况，可期望将系统置于备用模式，其中，系统消耗很少或没有功率，使用的氢燃料数量微小，且系统可以快速地从备用模式恢复以增加系统效率和降低系统降级。美国专利申请序列号12/723,261公开了一种将车辆上的燃料电池系统置于备用模式以节省燃料的过程，题为“StandbyModeforOptimizationofEfficiencyandDurabilityofaFuelCellVehicleApplication”、2010年3月12日提交、转让给本申请的受让者且通过参考引入本文。

在机动车应用中，在燃料电池系统的寿命内需要大量的启动和停止循环，其中，40,000个启动和停止循环将认为是合理的。在关闭时将燃料电池堆留在富含氧的环境导致电池内的损害空气/氢事件，引起关闭和启动两者时的催化剂腐蚀，其中，每个启动和停止循环2至5μV降级似乎是可能的。因而，在40,000个启动和停止循环事件内的总降级是100或更多mV的量级。如果燃料电池堆在关闭时剩留有氢/氮混合物且系统在积聚显著浓度的氧之前再次启动，那么避免在关闭和随后再次启动期间的电池腐蚀。

本领域已经提出通过在燃料电池堆关闭之后定期地喷射氢到燃料电池堆的阳极侧中（有时称为驻车时注入氢（hydrogen-in-park））来减少上述空气/氢事件的频率。例如，美国专利申请序列号12/636,318公开了在系统关闭期间将氢喷射到燃料电池堆的阳极侧中的这种方法，题为“FuelCellOperationMethodsforHydrogenAdditionAfterShutdown”、2009年12月11日提交、转让给本申请的受让者且通过参考引入本文。然而，在一些点，氢喷射过程需要停止，在该时间，空气将开始扩散到燃料电池堆中。需要终止氢保持技术以节省氢或者低电压蓄电池功率，用于延长车辆关闭时间。对于这些情况，氧缓慢扩散回到燃料电池堆中引起上文提到的催化剂腐蚀。

存在燃料电池系统操作引起永久性燃料电池堆性能损失的多个机制，例如催化剂活动性损失、催化剂载体腐蚀和电池膜中形成针孔。然而，存在可能引起燃料电池堆电压的基本上可逆的其它机制，例如电池膜干燥、催化剂氧化物形成、以及在燃料电池堆的阳极和阴极电极两者上污染物的积聚。

为了PEM燃料电池系统商业上可行，通常需要限制燃料电池电极上的贵金属（即，铂或铂合金催化剂）负载以减少总体系统成本。因而，催化剂的总可用电化学活性表面面积可被限制或减少，这使得电极更易受到污染。污染源可能来自于阳极和阴极反应物气体供应流，包括加湿水，或者由于MEA、燃料电池堆密封剂和/或双极板的降级而在燃料电池内产生。一种具体类型的污染物包括带负电的阴离子，例如氯或硫酸盐，如SO₄ ²。在正常燃料电池操作期间，当阴极电势典型地高于650mV时，阴离子往往吸附到电极的铂催化剂表面上，从而阻挡用于氧还原反应的有效部位，这导致电池电压损失。此外，如果质子传导性也高度取决于无污染物铂表面，例如纳米结构薄膜（NSTF）型电极，由于减少的质子传导性引起附加损失。

本领域中已知去除氧化物形成和污染物积聚中的一些以及再次水化电池膜，以恢复燃料电池堆中电池电压的损失。美国专利申请序列号12/580,863公开了再次调节燃料电池堆以恢复可逆电压损失的一种这样的过程，包括增加电池的水含量，题为“In-SituFuelCellStackReconditioning”、2009年10月16日提交、转让给本申请的受让者且通过参考引入本文。

本领域中还已知在燃料电池堆中的电极上形成的一些污染物可以通过氧化污染物而从电极去除。为了氧化电极上的污染物，需要将跨过电极的电势升高至足够高电压以提供该氧化。然而，车辆上的典型燃料电池系统内的燃料电池堆功率被限制且不能实现所需电压电势。因而，期望提供一些机制来提供该较高电压电势，以提供氧化以便恢复燃料电池堆电压损失。

发明内容

根据本发明的教导，公开了通过跨过电极施加引起氧化的合适电压电势而用于氧化燃料电池堆中的阴极和阳极电极两者上的污染物的系统和方法。所述系统包括直流功率源，例如蓄电池，和电联接到蓄电池上的电转换器。所述电转换器配置成通过在用以氧化燃料电池堆中的阴极或阳极电极上的污染物的有效时间转换来自于蓄电池的电功率而有助于将氧化电势提供给燃料电池堆。电转换器将正电势提供给燃料电池堆以氧化阴极电极上的污染物且将负电势提供给燃料电池堆以氧化阳极电极上的污染物。如果蓄电池是高电压蓄电池，那么转换器是功率转换器，如果蓄电池是低电压蓄电池，那么转换器是增压转换器。

方案1.一种燃料电池系统，包括：

高电压总线；

电联接到所述高电压总线上的燃料电池堆，所述燃料电池堆包括多个燃料电池，每个具有阳极电极和阴极电极；

将氢提供给燃料电池堆的氢源；

电联接到所述高电压总线上的DC/DC转换器；

系统负载，所述系统负载相对于DC/DC转换器与燃料电池堆相对地电联接到所述高电压总线上；

在燃料电池堆和DC/DC转换器之间电联接到所述高电压总线上的触头开关，所述触头开关将燃料电池堆从高电压总线电气地断开；

电联接到所述高电压总线上的蓄电池；和

电转换器，所述电转换器在触头开关和燃料电池堆之间电联接到所述高电压总线上，且电联接到蓄电池，通过在用以氧化燃料电池堆中的阴极或阳极电极上的污染物的有效时间且在触头开关断开以将负载从燃料电池堆断开时转换来自于蓄电池的电功率，所述电转换器配置成有助于将氧化电势提供给燃料电池堆，所述有效时间是在已知量的氢从氢源提供给燃料电池堆时的时间。

方案2．根据方案1所述的系统，其中，所述电转换器配置成将正电势提供给燃料电池堆以氧化阴极电极上的污染物。

方案3．根据方案1所述的系统，其中，所述电转换器配置成将负电势提供给燃料电池堆以氧化阳极电极上的污染物。

方案4．根据方案1所述的系统，其中，蓄电池是相对于DC/DC转换器与燃料电池堆相对地电联接到所述高电压总线上的高电压蓄电池，所述电转换器是将来自于高电压蓄电池的高电压转换为氧化电势的功率转换器。

方案5．根据方案1所述的系统，其中，蓄电池是12伏蓄电池，所述电转换器是将来自于12伏蓄电池的电压电势转换并增加至氧化电势的增压转换器。

方案6．根据方案1所述的系统，其中，燃料电池堆中的已知量的氢限定燃料电池堆内的参考电势，所述氧化电势是参考电势加上所述电转换器提供的电压电势。

方案7．根据方案6所述的系统，其中，所述有效时间是燃料电池系统关闭且氢定期地提供给燃料电池堆的时间。

方案8．根据方案6所述的系统，其中，所述有效时间是燃料电池系统处于系统可操作的备用模式的时间。

方案9．根据方案1所述的系统，还包括电压监测装置，所述电压监测装置监测燃料电池堆中的燃料电池的最大电池电压和最小电池电压，所述功率转换器仅仅允许在最大电池电压低于最大电池电压阈值且最小电池电压高于最小电池电压阈值时执行氧化过程。

方案10.一种燃料电池系统，包括：

燃料电池堆，所述燃料电池堆包括多个燃料电池，每个具有阳极电极和阴极电极；

蓄电池；和

电联接到蓄电池的电转换器，通过在用以氧化燃料电池堆中的阴极或阳极电极上的污染物的有效时间转换来自于蓄电池的电功率，所述电转换器配置成有助于将氧化电势提供给燃料电池堆。

方案11．根据方案10所述的系统，其中，所述电转换器配置成将正电势提供给燃料电池堆以氧化阴极电极上的污染物。

方案12．根据方案10所述的系统，其中，所述电转换器配置成将负电势提供给燃料电池堆以氧化阳极电极上的污染物。

方案13．根据方案10所述的系统，其中，蓄电池是高电压蓄电池，所述电转换器是将来自于高电压蓄电池的高电压转换为氧化电势的功率转换器。

方案14．根据方案10所述的系统，其中，蓄电池是12伏蓄电池，所述电转换器是将来自于12伏蓄电池的电压电势转换并增加至氧化电势的增压转换器。

方案15．根据方案10所述的系统，其中，所述有效时间是在已知燃料电池堆中的氢量从而限定燃料电池堆内的参考电势且没有系统负载从燃料电池堆消耗功率时的时间，所述氧化电势是参考电势加上所述电转换器提供的电压电势。

方案16．根据方案15所述的系统，其中，所述有效时间是燃料电池系统关闭且氢定期地提供给燃料电池堆的时间。

方案17．根据方案15所述的系统，其中，所述有效时间是燃料电池系统处于系统可操作的备用模式的时间。

方案18.一种燃料电池系统，包括：

燃料电池堆，所述燃料电池堆包括多个燃料电池，每个具有阳极电极；

高电压蓄电池；和

电联接到蓄电池的功率转换器，通过在用以氧化燃料电池堆中的阳极电极上的污染物的有效时间转换来自于蓄电池的电功率，所述功率转换器配置成有助于将负氧化电势提供给燃料电池堆，所述有效时间是在已知量的氢提供给燃料电池堆时的时间。

方案19．根据方案18所述的系统，其中，所述有效时间是燃料电池系统关闭且氢定期地提供给燃料电池堆的时间。

方案20．根据方案18所述的系统，其中，所述有效时间是燃料电池系统处于系统可操作的备用模式的时间。

本发明的附加特征将从以下说明和所附权利要求书结合附图显而易见。

附图说明

图1是燃料电池系统的示意性框图，包括用于增加燃料电池堆中的电压电势的电气装置。

具体实施方式

涉及用于氧化燃料电池堆中的电极上的污染物的系统和方法的本发明实施例的以下阐述本质上仅仅是示例性的且绝不旨在限制本发明或其应用或使用。例如，本文所述的本发明系统和方法具有用于车辆上的燃料电池系统的具体应用。然而，本领域技术人员将理解，该系统和方法可具有其它应用。

本发明提出一种在系统控制器确定燃料电池堆中存在足够的氢但是燃料电池堆上没有负载时的时间期间氧化燃料电池堆中的阴极电极和阳极电极两者上的污染物的机制。通过跨过燃料电池堆电池施加足够高的电压电势（例如，1.1伏）来引起该氧化过程，这引起铂催化剂上的电化学反应，从而去除有机污染物。较高电势克服了将污染物约束到铂催化剂上的催化剂热力能量水平。氧化过程产生副产物，例如气体，在系统操作期间冲洗掉。

在车辆上的燃料电池系统操作期间，可能存在满足该条件的各种操作模式，其中，污染物氧化可以发生一定时间段，例如若干秒一直到可能若干分钟。可能满足该条件的一个已知系统操作模式是上文提到的备用模式，其中，车辆可能处于闲置状况，例如在停车信号灯处停止，但是少量的氢提供给燃料电池堆。可能满足该条件的另一个已知系统操作模式是上文也提到的驻车时注入氢模式，其中，氢在系统关闭时提供给燃料电池堆以防止损害电池中的空气/氢事件。然而，要注意的是，这两个模式可适合于执行本文所述的操作，但是还可能存在其它系统操作模式（其中，燃料电池堆中的氢量已知且系统不从燃料电池堆消耗功率）。

如果控制算法基于时间、燃料电池堆性能等确定应当执行电极氧化，那么在系统处于合适条件的接下来时间，足够高以提供氧化的电压电势提供给燃料电池堆，同时负载从燃料电池堆断开。为了氧化阴极电极上的污染物，正电势需要施加到燃料电池堆，为了氧化阳极电极上的污染物，负电势需要施加到燃料电池堆。在下文讨论的示例中，电势由车辆上的蓄电池提供。

大多数燃料电池车辆是混合动力车辆，除了燃料电池堆之外，采用补充功率源，例如高电压DC蓄电池或超电容器。为了系统启动以及在燃料电池堆不能提供期望功率的高功率需求期间，功率源给各个车辆辅助负载提供补充功率。燃料电池堆通过DC高电压电气总线将功率提供给电牵引马达，以用于车辆操作。在需要燃料电池堆所能够提供的附加功率时的那些时间期间（例如，在猛加速期间），蓄电池将补充功率提供给电气总线。例如，燃料电池堆可提供70kW的功率。然而，车辆加速可需要100kW的功率。燃料电池堆在燃料电池堆能够提供系统功率需求的那些时间用于给蓄电池或超电容器再次充电。在再生制动期间从牵引马达获得的发电机功率也用于给蓄电池或超电容器再次充电。在上述混合动力车辆中，有时采用双向DC/DC转换器以将蓄电池电压与燃料电池堆的电压匹配。

图1是包括燃料电池堆12的燃料电池系统10的示意性框图，具有作为车辆燃料电池系统的特定应用。燃料电池堆12包括适合于特定应用的多个燃料电池14，其中，阳极和阴极电极16设置在燃料电池14的相对侧。氢源46将氢燃料提供给燃料电池堆12的阳极侧。空气压缩机50将空气提供给燃料电池堆12的阴极侧。燃料电池系统10中的阴极子系统和阳极子系统将包括以本文未示出的各种配置设置的各种阀、喷射器、软管等，对于本发明的合适理解是不必要的。

电压监测电路48监测燃料电池堆电压，测量燃料电池14的最小和最大电池电压且计算平均电池电压。电压监测电路48可以是适合于本文所述目的的任何合适装置，其中许多是本领域技术人员已知的。系统控制器44控制燃料电池系统10的操作且从电压监测电路48接收电压值。

燃料电池系统10还包括高电压电气总线，由正和负电压线路18和20表示，电联接到燃料电池堆12。燃料电池系统10包括也电联接到总线线路18和20的高电压蓄电池22，其以本领域技术人员熟知的方式补充由燃料电池堆12提供的功率。系统10还包括在燃料电池堆12和高电压蓄电池22之间电联接到高电压总线线路18和20的DC/DC增压转换器24，其也以本领域技术人员熟知的方式提供DC电压匹配。逆变器26电联接到高电压总线线路18和20，以将其上提供的DC电流转换为适合于操作AC牵引马达28以推进车辆的AC信号。为此目的，逆变器的操作也是本领域技术人员熟知的。触头开关30和32分别设置在线路18和20中，以将燃料电池堆12从燃料电池系统10的其余电气系统断开。

燃料电池系统10还包括在触头开关30和32和燃料电池堆12之间电联接到高电压总线线路18和20的电转换器34。转换器34由控制器44以本文所述的方式控制。对于期望或者需要通过氧化和去除阳极和阴极电极16上的污染物而恢复燃料电池堆12的损失电压且系统10处于合适条件（例如，备用模式或合适关闭模式）的那些时间，电转换器34将电势提供给总线线路18和20，使得燃料电池堆12上的电压足够高，从而燃料电池堆12内的每个电池14上具有大约1.1伏电势。二极管36和38可以设置在将总线线路18和20连接到转换器34的线路中，其防止从总线线路18和20到转换器34的电流。当燃料电池堆触头开关30和32在氧化操作期间断开且电转换器34打开时，那么电势增加到总线线路18和20，直接增加到燃料电池堆12。

在本文所述的氧化过程期间施加到燃料电池堆12的电压电势可以仅仅在最大电池电压（即，具有最高电压的燃料电池）低于最大电池电压阈值且最小电池电压（即，具有最低电压的燃料电池）高于最小电池电压阈值时执行。控制器44监测由电压监测电路48提供的最大和最小电池电压，且仅仅在满足该标准时允许转换器34将氧化电势提供给燃料电池堆12。

在一个实施例中，电转换器34是将来自于蓄电池22的高电压蓄电池功率转换为适合于本文所述的氧化过程的电压电势的功率转换器。在可选实施例中，电转换器34是将来自于12伏蓄电池40的低电压（通常为12伏）转换为足够高的电压电势以提供氧化的增压转换器。低电压蓄电池40驱动车辆上的辅助低功率负载，例如灯、气候控制装置、收音机等。适合于该目的的功率转换器和增压转换器是本领域技术人员熟知的且可容易获得。

为了执行本文所述的污染物氧化过程，需要氢在燃料电池堆12的阳极侧存在且存在多少氢，从而跨过燃料电池堆12中的电池14的参考电势可以确定。氢量处于燃料电池堆12的阳极和阴极侧两者中且在没有功率从燃料电池堆12消耗的一个时间是在系统关闭期间在执行氢保持过程以减少电极上的催化剂腐蚀时，如上文在'318申请中讨论的。一旦跨过燃料电池堆12中的电池14的参考电势已知，那么达到氧化电压所需的附加电压量由电转换器34提供以提供氧化。氧化电势可以是大约1.1伏，但是可以在开路电压和1.6伏之间的范围内的任何地方。该参考电势通常小于0.1伏（基于氢浓度估计来计算），因而需要转换器34提供满足氧化电压所需的足够功率或电流。

如上所述，燃料电池堆12中的电极16的氧化过程需要对于阳极电极和阴极电极独立地进行。当氧化过程对于阴极电极16执行时，正电势通过转换器34提供给总线线路18和20，其中，转换器34仅仅需要提供高于参考电势的附加电势。对于氧化针对阳极电极16执行的那些时间，转换器34以任何合适方式极性切换，其中，许多电路将是本领域技术人员熟知的，从而提供给总线线路18和20的极性颠倒以提供负电势，其增加到阳极电极16处的负电势。开关网络42在转换器34内显示为转换器34可以如何切换燃料电池堆12的电势极性的总体表示。

本领域技术人员将理解，描述本发明的本文所述的多个和各个步骤和过程可以指代由计算机、处理器或使用电现象操控和/或变换数据的其它电子计算装置执行的操作。这些计算机和电子装置可以采用各种易失性和/或非易失性存储器，包括存储有可执行程序（包括能够由计算机或处理器执行的各种代码或可执行指令）的非暂态计算机可读介质，其中，存储器和/或计算机可读介质可包括所有形式和类型的存储器和其它计算机可读介质。

前述说明仅仅公开和描述本发明的示例性实施例。本领域技术人员从这种说明和附图以及权利要求书将容易认识到，能够对本发明进行各种变化、修改和变型，而不偏离由所附权利要求书限定的本发明的精神和范围。

Claims (18)

1.一种燃料电池系统，包括：

高电压总线；

电联接到所述高电压总线上的燃料电池堆，所述燃料电池堆包括多个燃料电池，每个具有阳极电极和阴极电极；

将氢提供给燃料电池堆的氢源；

电联接到所述高电压总线上的DC/DC转换器；

系统负载，所述系统负载相对于DC/DC转换器与燃料电池堆相对地电联接到所述高电压总线上；

在燃料电池堆和DC/DC转换器之间电联接到所述高电压总线上的触头开关，所述触头开关将燃料电池堆从高电压总线电气地断开；

电联接到所述高电压总线上的蓄电池；和

电转换器，所述电转换器在触头开关和燃料电池堆之间电联接到所述高电压总线上，且电联接到蓄电池，通过在用以氧化燃料电池堆中的阴极或阳极电极上的污染物的有效时间且在触头开关断开以将负载从燃料电池堆断开时转换来自于蓄电池的电功率，所述电转换器配置成有助于将氧化电势提供给燃料电池堆，所述有效时间是在已知燃料电池堆中的氢量从而限定燃料电池堆内的参考电势且没有系统负载从燃料电池堆消耗功率时的时间，所述氧化电势是参考电势加上所述电转换器提供的电压电势。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述电转换器配置成将正电势提供给燃料电池堆以氧化阴极电极上的污染物。

3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述电转换器配置成将负电势提供给燃料电池堆以氧化阳极电极上的污染物。

4.根据权利要求1所述的系统，其中，蓄电池是相对于DC/DC转换器与燃料电池堆相对地电联接到所述高电压总线上的高电压蓄电池，所述电转换器是将来自于高电压蓄电池的高电压转换为氧化电势的功率转换器。

5.根据权利要求1所述的系统，其中，蓄电池是12伏蓄电池，所述电转换器是将来自于12伏蓄电池的电压电势转换并增加至氧化电势的增压转换器。

6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述有效时间是燃料电池系统关闭且氢定期地提供给燃料电池堆的时间。

7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述有效时间是燃料电池系统处于系统可操作的备用模式的时间。

8.根据权利要求1所述的系统，还包括电压监测装置，所述电压监测装置监测燃料电池堆中的燃料电池的最大电池电压和最小电池电压，所述功率转换器仅仅允许在最大电池电压低于最大电池电压阈值且最小电池电压高于最小电池电压阈值时执行氧化过程。

9.一种燃料电池系统，包括：

燃料电池堆，所述燃料电池堆包括多个燃料电池，每个具有阳极电极和阴极电极；

蓄电池；和

电联接到蓄电池的电转换器，通过在用以氧化燃料电池堆中的阴极或阳极电极上的污染物的有效时间转换来自于蓄电池的电功率，所述电转换器配置成有助于将氧化电势提供给燃料电池堆，所述有效时间是在已知燃料电池堆中的氢量从而限定燃料电池堆内的参考电势且没有系统负载从燃料电池堆消耗功率时的时间，所述氧化电势是参考电势加上所述电转换器提供的电压电势。

10.根据权利要求9所述的系统，其中，所述电转换器配置成将正电势提供给燃料电池堆以氧化阴极电极上的污染物。

11.根据权利要求9所述的系统，其中，所述电转换器配置成将负电势提供给燃料电池堆以氧化阳极电极上的污染物。

12.根据权利要求9所述的系统，其中，蓄电池是高电压蓄电池，所述电转换器是将来自于高电压蓄电池的高电压转换为氧化电势的功率转换器。

13.根据权利要求9所述的系统，其中，蓄电池是12伏蓄电池，所述电转换器是将来自于12伏蓄电池的电压电势转换并增加至氧化电势的增压转换器。

14.根据权利要求10所述的系统，其中，所述有效时间是燃料电池系统关闭且氢定期地提供给燃料电池堆的时间。

15.根据权利要求10所述的系统，其中，所述有效时间是燃料电池系统处于系统可操作的备用模式的时间。

16.一种燃料电池系统，包括：

燃料电池堆，所述燃料电池堆包括多个燃料电池，每个具有阳极电极；

高电压蓄电池；和

电联接到蓄电池的功率转换器，通过在用以氧化燃料电池堆中的阳极电极上的污染物的有效时间转换来自于蓄电池的电功率，所述功率转换器配置成有助于将负氧化电势提供给燃料电池堆，所述有效时间是在已知燃料电池堆中的氢量从而限定燃料电池堆内的参考电势且没有系统负载从燃料电池堆消耗功率时的时间，所述氧化电势是参考电势加上所述功率转换器提供的电压电势。

17.根据权利要求16所述的系统，其中，所述有效时间是燃料电池系统关闭且氢定期地提供给燃料电池堆的时间。

18.根据权利要求16所述的系统，其中，所述有效时间是燃料电池系统处于系统可操作的备用模式的时间。