CN109935871B - 用于燃料电池中的mea调节的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

用于调节用于燃料电池堆的燃料电池中的膜电极组件(MEA)的控制器执行的方法包括：将堆的燃料入口加湿到阈值相对湿度水平，并在至少一个电压恢复阶段中通过控制器分别将燃料电池的电流密度和电池电压维持在校准的电流密度水平和保持电压电平下。恢复阶段具有预定的电压恢复持续时间。该方法包括在完成预定的电压恢复持续时间之后测量的电池电压，并且响应于测量的电池电压超过目标电压而执行关于燃料电池或燃料电池堆的控制动作，包括经由控制器记录指示MEA的成功调节的诊断代码。燃料电池系统包括燃料电池堆和控制器。

Description

用于燃料电池中的MEA调节的系统和方法
技术领域
本发明涉及燃料电池技术领域，具体涉及一种用于燃料电池中的MEA调节的系统和方法。
背景技术
燃料电池堆是能量转换装置，其中通过氢和氧之间的受控电化学反应生成电。给定的燃料电池可以产生高达1伏的电力，并且因此大量相同配置的燃料电池组装在一起形成堆，而燃料电池的数量和特定的燃料电池配置最终决定所述堆的功率能力。聚合物电解质膜/质子交换膜(PEM)燃料电池是一种特定类型的燃料电池，该燃料电池用于在诸如车辆、发电厂和建筑物中使用的电力供应的高电力应用中产生电。膜电极组件(MEA)是PEM燃料电池的核心部件。
在PEM燃料电池的MEA内，相对的阳极和阴极电极被聚合物电解质材料分开。气态氢以受控速率通过流动板供给阳极，而通常通过空气压缩机供应的氧气通过流动板供给阴极。存在于阳极的氢被催化分解成氢质子(正氢离子)和自由电子。质子穿过聚合物电解质到达阴极，而自由电子通过外部电路传导到阴极。也就是说，自由电子形成通过外部电路传递到阴极的电流，其中该电流可用于在采用燃料电池堆的系统内执行有用的工作。在到达阴极时，电子与质子和氧分子重新结合，以便形成水作为惰性反应副产物。
在典型的氢燃料催化过程中采用MEA的PEM燃料电池堆需要向每个燃料电池的相应阳极和阴极电极供应足够的氢气和氧，以及适当的水合作用，以确保跨越MEA的离子电导性允许质子以低阻力通过。然而，MEA在新构造的燃料电池中基本上没有水分，因此缺乏必要的离子电导性。因此，在新制造的PEM燃料电池或堆中使用磨合/调节过程以优化初始功率性能。MEA调节过程具有三个主要功能：加湿、从燃料电池制造过程中去除残余溶剂和杂质，以及从用于在电极中进行电化学反应的催化剂表面除去带负电的离子(阴离子)。
发明内容
本文公开了一种用于调节质子交换膜(PEM)燃料电池中的膜电极组件(MEA)的方法和系统。如上所述，PEM燃料电池中使用的MEA和由这种电池构成的燃料电池堆在首次组装时需要初始磨合或调节过程。可以通过负载循环过程(即，燃料电池的电流密度的循环)来提供调节，直到在电池电压中实现平稳性能(plateau performance)。然而，仅仅调节到这样的平稳性能可能不代表给定MEA或其相关燃料电池的峰值初始功率性能。因此，本方法旨在提供一种更有效且相对更快的作用方式，以使新构造的含MEA的燃料电池达到其峰值功率性能和效率。
在示例性实施例中，一种用于调节用于燃料电池堆的燃料电池中的MEA方法包括将燃料电池堆的燃料入口加湿至阈值相对湿度水平、例如至少95％或超过100％。控制器分别在一个或多个电压恢复阶段中将燃料电池的电流密度和电池电压维持在校准的电流密度水平和校准的保持电压电平，每个电压恢复阶段具有各自的预定的电压恢复持续时间。该方法包括在完成预定的电压恢复持续时间之后经由电压传感器测量的电池电压，并且然后响应于测量的电池电压超过目标电压而对燃料电池或燃料电池堆执行控制动作。控制动作可以包括通过指示MEA的成功调节的控制器记录诊断代码。
在一些实施例中，校准的电流密度水平可以在0.3至1A/cm2的范围内，并且校准的保持电压电平在0至0.4伏的范围内。电压恢复持续时间可以超过10分钟、例如10-30分钟，无论是在这样的持续时间的单个连续步骤中还是在多个这样的步骤中。
在电压恢复阶段之前，该方法可以包括执行可选的负载循环阶段，其中电流密度水平在校准的电流密度范围内循环，该电流密度范围具有下限和超过在至少一个电压恢复阶段期间使用的电流密度水平的上限。
在一个实施例中，下限可以是在电压恢复阶段期间使用的电流密度水平的至少两倍。在电压恢复阶段期间使用的电流密度水平可以是约0.6A/cm2，而负载循环阶段的下限22是约1.5A/cm，并且上限是约2A/cm。
每个电压恢复阶段可以在从室温至约50℃的温度范围内进行。或者，可以使用至少约80℃的温度，在这种情况下，该方法包括将氢气供应到燃料电池的阳极，将氮气供应到燃料电池的阴极，并且然后将校准的保持电压电平维持在大约0至0.2V。
还公开了一种燃料电池系统，其包括具有多个燃料电池的燃料电池堆以及具有存储器的控制器，每个燃料电池具有MEA，在所述存储器上或中记录有用于磨合或调节各个燃料电池的MEA的指令。指令的执行使控制器执行上述方法。
从以下结合附图对实施本发明的最佳方式的详细描述中，本发明的上述特征和优点以及其他特征和优点将变得显而易见。
附图说明
图1是根据本发明的示例性聚合物电解质膜/质子交换膜(PEM)燃料电池系统的示意性框图。
图1A是可用于图1中所示的PEM燃料电池系统内的示例性燃料电池的横截面图。
图2是分别位于竖直的Y1轴和Y2轴上的电流密度和电池电压，以及水平X轴的时间的时间曲线图。
图3是竖直Y轴上的电池电压和水平X轴上的电流密度的示例性能图。
图4是描述在于图1所示的PEM燃料电池堆中使用之前调节MEA的方法的流程图。
本发明易于进行各种修改和替换形式，并且已经通过附图中的示例示出了一些代表性实施例，并且将在本文中对其进行详细描述。本发明的新颖方面不限于附图中示出的特定形式。而是，本发明旨在覆盖落入由所附权利要求限定的本发明的范围内的修改、等同物、组合和其他替代方案。另外，本文中使用的近似词，例如“约”、“基本上”、“近似”等可以在“在...附近、接近或者接近于”、“在...的0-5％之内”、”在可接受的制造公差内或其其他逻辑组合的意义上使用。
具体实施方式
参照附图，其中相同的附图标记表示几个附图中的相同或相似的组件，图1中示意性地示出了聚合物电解质膜/质子交换膜(PEM)燃料电池系统20，其具有由多个燃料电池24构造的燃料电池堆(FCS)22。PEM燃料电池系统20可用于生成电力以用于许多有益的应用。例如，PEM燃料电池系统20可用于所示机动车辆10中的车载电力生成。图1的车辆10可包括安装在一组驱动轮14上的车身12，所述驱动轮与道路表面15滚动摩擦接触。燃料电池堆22可以用在这样的车辆10中，所述车辆可以为用于旋转驱动轮14的马达提供动力和/或为其他车载系统提供动力。除机动车辆10之外的车辆可受益于这种燃料电池堆22的使用，例如轨道交通工具或火车、航空航天器或海洋船舶。同样地，可以容易地设想非车辆应用，例如发电厂、移动平台、机器人系统或照明系统，并且因此所示的机动车辆10是非限制性的代表性实施例。
如上所述，燃料电池堆22的各个燃料电池24在新构造时被调节或磨合。该过程可以由控制器(C)50和相关联的控制器执行的方法100来调节，其示例在下面参考图2-4进行描述。
作为方法100的一部分，多阶段电压恢复过程通过其自身或结合上述负载/电流循环过程离线或在线地执行，以便最初磨合或调节燃料电池24。在一些实施例中，可以在将燃料电池堆22安装到车辆10或其他系统中之后不久执行方法100。可任选地使用氢气/氮气(H2/N2)低电压保持过程来进行所公开的电压恢复过程，该替代实施例在下面单独详述。控制器50可响应于方法100的执行而执行合适的控制动作，例如将诊断代码记录在存储器(M)或指示成功调节的其他地方。其他可能的控制动作包括排除调试或阻止在系统(例如图1的车辆10)中使用燃料电池堆22，直到燃料电池24已成功完成根据方法100的调节过程。
简要地参考图1A，图1中的燃料电池24中的代表性一个包括呈阴极51C形式的电极和通过例如全氟磺酸(PFSA)膜的薄膜49隔开的阳极51A。如本领域所知，这种膜用作分离器和固体电解质材料，该固体电解质材料选择性地输送如上所述的氢质子/阳离子。阴极侧扩散介质层46设置在阴极51C上，并且阴极侧催化剂层47设置在膜49和扩散介质层46之间。同样地，阳极侧扩散介质层55设置在阳极51A上，并且阳极侧催化剂层53设置在膜49和扩散介质层55之间。催化剂层47和53以及膜49共同限定膜电极组件或MEA 48。
图1A中示意性地描绘的扩散介质层46和55被配置为多孔层，所述多孔层一起使得气体能够输送到MEA 48中并且水输送出MEA 48。阴极侧双极板44设置在阴极51C上，而阳极侧双极板40类似地设置在阳极51A上。由双极板40和44限定的流动通道42允许冷却剂或另一种合适的传热流体(未示出)流过燃料电池24以用于温度调节。作为方法100的一部分，连接在阴极51C和阳极51A之间的电压传感器(SV)可以被配置为测量单个电池电压(VC)，用于组装到图1的燃料电池堆22中的各种燃料电池24中的每一个的相应测量的电池电压(VC)最终，无线地或通过单独的电路迹线或传输导体(未示出)传送到控制器50。替代性地，可以不单独测量的电池电压(VC)，而是可以使用燃料电池堆22的平均电压。
如图1所示，电流传感器(SI)和多个温度传感器(ST)也可用于分别测量燃料电池24的电流水平和温度，其中这些值最终用于控制燃料电池系统20，以及计算最终用于执行方法100的电流密度(j)。PEM燃料电池系统20整体表示燃料电池堆22的测试环境。
在燃料电池24的氢气(H2)实施例中，来自燃料源26的H2气体经由供给管线31被提供给燃料电池堆22的阳极51A(参见图1A)，而氢气流入到由箭头H2指示的燃料电池堆22中。阳极排气在阳极排气管线35上离开燃料电池堆22。压缩机28在阴极输入管线21上向燃料电池堆22提供入口气流，并因此提供氧气(O2)。类似于阳极排气管线35，阴极废气在单独的阴极排气管线33上从燃料电池堆22输出。
图1的PEM燃料电池系统20包括配置成控制燃料电池堆22的温度的热管理系统。特别地，冷却剂泵39使传热流体循环通过燃料电池堆22外部并穿过燃料电池堆22的热回路37。流体连接到热回路37的散热器34和加热器32维持燃料电池堆22的期望温度。燃料电池堆22的入口和出口处的温度传感器(ST)被配置和放置以测量燃料电池堆22的相应入口和出口处的传热流体的温度。尽管为简单起见描绘了一个电压传感器(SV)，但是相应的电压传感器(SV)分别测量燃料电池堆22中的每个燃料电池24的相应电池电压、即如图1A中所示，其中为了说明简单在图1中示出了一个电压传感器(SV)，和/或单个电压传感器(SV)可以测量燃料电池堆22的平均电压。
仍然参考图1，控制器50接收来自温度传感器(ST)的温度信号(箭头TC)，该温度信号指示在燃料电池堆22的上述入口和出口处的传热流体的温度。控制器50还接收电池电压(箭头VC)作为来自电压传感器(SV)的电压信号，并且还可以接收测量的堆或电池电流(箭头IC)。作为响应，控制器50调节散热器34、泵39和加热器32的整体操作。另外，控制器50配置成在控制燃料电池堆22的整体操作中控制压缩机28的速度和从燃料源26进入燃料电池堆22的氢气流(箭头H2)。以这种方式，控制器50能够调节从燃料电池堆22输出的功率水平。
在图1的燃料电池堆22的整体操作控制之外，控制器50执行体现为方法100的特定MEA磨合/调节过程，从而最终输出控制信号(箭头CC)以调节燃料电池堆22，即根据如下所述的方法100来调节各个燃料电池24的温度、电流密度和/或电压电平。为了执行这些功能，控制器50包括处理器(P)和存储器(M)。存储器(M)包括有形的非暂时性存储器、例如只读存储器，无论是光学的、磁性的、闪存的还是其它的形式。控制器50还包括足够量的随机存取存储器、电可擦除可编程只读存储器等，以及高速时钟和计数器11、模数电路和数模电路，以及输入/输出电路和设备，以及适当的信号调节和缓冲电路。
图2是对应于上述方法100的示例性实施例的电流密度时间曲线60，其具有在图4中呈现并单独描述的方法100的流程图示例。在图2中，电流密度(j)以安培/平方厘米(A/cm2)表示并且在Y1轴上表示，而电池电压(VC)以Y2轴上描绘的伏特表示，并且时间(t)描绘在X-轴上。图2中示出的示例性多阶段调节方法使第一和第二负载循环阶段62A和62B与一个或多个电压恢复阶段65交替以改善初始功率性能。然而，所公开的电压恢复阶段65可以单独使用、即不与负载循环阶段62A和62B交替使用。
直到图2中的t1，图1的控制器50可以控制燃料电池堆22的操作，使得电流密度(j)上升到第一阈值水平。然后，控制器50执行第一负载循环阶段62A，其中电流密度(j)在第一阈值水平和较高的第二阈值水平之间循环，对于校准的负载循环次数这样做。例如，在非限制性示例性实施例中，电流密度(j)的第一阈值水平可以是大约1.5A/cm2，而第二阈值水平是2.0A/cm2，或者比第一阈值高大约33至50％，其中75到100个负载循环由控制器50命令。可以在方法100的不同实施例中使用更高或更低的阈值、范围和/或负载循环的数量。在第一负载循环阶段62A期间，测量的电池电压(VC)并将其报告给控制器50，其中第一测量电压范围指示为70A并且对应于第一负载循环阶段62A。
在t2处，控制器50中断可选的第一负载循环阶段62A，并且结果，电流密度(j)在t2和t3之间下降到接近零。从t3开始，通过控制器50控制堆温度和进入燃料电池堆22的氢气和/或空气/氧气供给速率，直到电池电压(VC)稳定到目标电压(VT)、例如在大约t4时的0.6V。
在t4，在电池电压(VC)降低到上述目标电压(VT)之后，控制器50开始调节方法100的第一电压恢复阶段65。此后，控制器50控制图1的燃料电池堆22的操作，使得电流密度(j)和电池电压(VC)在低的校准水平下保持基本恒定、例如在所示示例性实施例中约为0.6A/cm2的电流密度(j)以及约为0至0.2V的保持电压(VH)。在示例性实施例中，保持电压(VH)维持预定的电压保持持续时间、例如25-35分钟。因此，直到大约t3，可以通过控制器50以闭环方式严密控制电流密度(j)，以产生合成保持电压(VH)。
在t5，控制器50可以可选地使用第一负载循环阶段62A的参数或使用经调整的参数来执行第二负载循环阶段62B。从在t6开始可以看出，在第一负载循环阶段62A期间测量期间，在70B处指示的第二测量电压范围中的测量的电池电压(VC)相对于在70A处示出的水平增加。这种变化表明在磨合/调节方法100中的积极进展，因为污染物被溶解并且调节具有其对功率性能的预期效果。
维持第二负载循环阶段62B直到大约t7，其中持续时间t6-t7是预定或校准的负载循环持续时间(tR)。如果在完成第二负载循环阶段62B之后电池电压(VC)尚未达到目标电压(VT)，则控制器50可以跟随第二负载循环阶段62B和第二电压恢复阶段。因此，作为方法100的公开方法的一部分，控制器50可以将测量的电池电压(VC)与目标电压(VT)进行比较，并且在达到目标电压(VT)时中断方法100。
如通过图3中的示例性能曲线图80所示，调节方法100的目标是实现图1所示的燃料电池堆22的每个燃料电池24的预定初始功率能力。曲线图80描绘了使用不同的磨合技术对电池电压(VC)的相对影响，通过比较性的迹线82、84和86这样做。在Y轴上描绘了以伏特(V)为单位的电池电压(VC)，并且在X轴上以A/cm2为单位描绘了电流密度(j)。给定燃料电池24的功率密度(PD)简单地即是电池电压(VC)和电流密度(j)的乘积，即PD＝VC·j。虽然在Y轴上显示0-2V，并且在X轴上显示0-1.6A/cm2的范围，但迹线82、84和86是相对的，X-轴和Y轴的实际值随预期应用而变化。
作为调节方法100的一部分，对于每个燃料电池24，目标功率密度可以由图1的控制器50设定，燃料电池24的电参数在最终将电池电压(VC)升高到特定功率密度期间受到严密控制，从而确保图1的燃料电池堆22在新调试时可以产生所需的功率。随着来自燃料电池制造过程的污染物逐渐溶解，给定负载下的电池电压(VC)应该增加，如图3所示。也就是说，随着电池电阻随着表面污染物的减少而降低，电池电压(VC)应该增加。图3的图形描绘因此表示当使用不同的磨合技术时整个调节过程的速度的相对改进。
迹线82示出了在进行磨合/调节过程之前燃料电池24的基线性能。给定在给定电流密度下的代表性目标电池电压，未调节的燃料电池24在点P3处具有比目标电池电压低的电位。在此通过引用整体并入的单独的典型负载/电流循环技术、例如Rapaport等人的美国专利号为9,099,703的文献中公开的那些技术产生明显改善的调节响应，如点P2处的升高的电压所示。给定600mV的较高的目标电池电压，迹线84的磨合过程可以如具有多个交替的负载循环和电压恢复阶段的迹线86所示延伸，如图2所示。因此，方法100可以用于如下的情况，其中有利地以更快的速率完成磨合/调节过程，以便实现更高的绝对峰值性能和/或享受与单独使用负载循环而可能获得的其他的性能益处。更快的磨合/调节结果在图3中示出为迹线86和对应点P1，其表示使用方法100比使用现有方法可能更早地实现目标电池电压。
方法100的示例性实施例在图4中示出。通常，方法100首先包括将到图1的PEM燃料电池堆22的燃料入口加湿至至少为100％的相对湿度水平。然后，一般而言，控制器50将燃料电池24的电流密度(j)和电池电压(VC)分别维持在校准的电流密度水平和校准的保持电压电平达预定的电压恢复持续时间(图2的TR)。然后在完成预定的电压恢复持续时间之后测量的电池电压(VC)，其中控制器50响应于测量的电池电压(VC)超过目标电压(VT)而相对于燃料电池堆22执行控制动作。
在以步骤S102开始的特定实施例中，利用图1的燃料电池系统20，在环境温度为从大约室温至约50℃并且燃料电池堆22在其入口处完全加湿、即＞约100％相对湿度的受控环境中，代表性燃料电池系统20的各个燃料电池24经受如图2所示的磨合/调节过程。控制器50可以可选地在步骤S102启动负载(电流)循环，直到电流密度(j)达到第一阈值水平，其中第一阈值水平形成校准电流密度范围的下限。在示例性实施例中，第一和第二阈值水平22可以分别是1.5A/cm和2A/cm，但是在其他配置中其他值和范围也是可能的。此后，控制器50控制燃料电池堆22的操作达预定数量的负载循环。测量的电池电压(VC)作为响应。
在步骤S104，控制器50可以使用图1中所示的计数器11确定预定数量的负载循环是否已完成。循环重复步骤S102和S104，直到完成预定数量的负载循环。随后，控制器50进行到步骤S106。
在步骤S106中断可选的负载循环。图2的电流密度(j)下降到接近零，并且电池电压(VC)暂时不受控制。然后控制燃料电池堆22的操作，直到达到校准的保持电压(VH)，其中电压范围为0至约0.4V。一旦达到校准的保持电压(VH)并且稳定，方法100就进行到步骤S108。
在步骤S108，控制器50开始上述电压恢复周期。在电压恢复周期的整个持续时间内，电流密度(j)和电池电压(VC)基本保持恒定，如图2中的箭头64和65所示。在一些实施例中，持续时间的长度可以是每个步骤至少10分钟，直至30分钟或更长，并且在其他实施例中可以是间歇的或一段连续的持续时间。
步骤S108在步骤S110的循环中执行，其中图1的控制器50在步骤S110中确定校准的持续时间是否已经过去。当控制器50验证电压恢复周期的校准持续时间完成时，方法100进行到步骤S112。
步骤S112包括使用每个燃料电池24的相应电压传感器(SV)测量的电池电压(VC)，如图1A中示意性所示。然后在步骤S114将测量的电池电压(VC)与校准的目标电池电压(VT)(例如、600-700mV)进行比较。如果电池电压(VC)保持低于校准的目标电池电压(VT)，则当使用可选的负载循环时，方法100返回到步骤S102，或者当仅使用电压恢复时，方法100返回到步骤S108，并且重复相关的步骤S102-S112，如上所述。否则，方法100进行到步骤S116。
在步骤S116，方法100可以包括将代码记录在图1所示的控制器50的存储器(M)中，所述代码表示燃料电池24已经成功地得到磨合或调节。结果，燃料电池堆22可以被批准或验证以供使用、例如在图1的示例性车辆10中。
作为使用上述电压恢复步骤的替代方案，负载循环阶段可以与氢气/氮气(H2/N2)低电压保持过程混合，或者可以单独使用这样的过程。在这样的实施例中，电压恢复阶段在至少80℃的较高温度下执行，并且包括将氢气燃料供应到图1A所示的燃料电池24的阳极51A，向燃料电池24的阴极51C供应氮气，并将校准的保持电压电平(VH)维持在约0.1V、即0至0.2V。向阴极51C供给氮气(N2)有助于确保阴极51C有效地缺氧。在该实施例中，电池电压(VC)可以是不受控制的，但通常维持在约0.1V的低电平。
因此，上述方法100提供了使用膜电极组件或MEA调节燃料电池24的替代性的、更快速作用的方法，其中方法100在高或低电流密度下工作。当与间歇性负载循环结合使用时，相对于现有基线技术，可以在更短的时间段内实现足够高的电池电压、电流密度和峰值性能水平。制造时间和相关成本的伴随减少可以促进图1的燃料电池堆22在车辆10中或在各种其他有益的应用中的使用。
虽然已经详细描述了一些最佳模式和其他实施例，但是存在用于实践所附权利要求中限定的本教导的各种替代设计和实施例。本领域技术人员将认识到，在不脱离本发明的范围的情况下，可以对所公开的实施例进行修改。此外，本概念明确地包括所描述的元素和特征的组合。详细描述和附图是对本教导的支持和描述，本教导的范围仅由权利要求限定。

Claims (10)

1.一种用于调节燃料电池中的膜电极组件(MEA)的方法，所述燃料电池用于燃料电池堆，所述方法包括：将所述燃料电池堆的燃料入口加湿至至少95％的相对湿度，在负载循环阶段通过控制器控制燃料电池的运行以在校准的电流密度范围内循环燃料电池的电流密度；
在负载循环阶段之后，在具有预定的电压恢复持续时间的至少一个电压恢复阶段中，通过控制器分别将所述燃料电池的电流密度和电池电压维持在校准的电流密度水平和校准的保持电压电平下；
在完成所述预定的电压恢复持续时间后，通过电压传感器测量所述电池电压；
响应于测量的电池电压超过目标电压，执行针对所述燃料电池或燃料电池堆的控制动作，包括经由控制器记录指示所述膜电极组件MEA的成功调节的诊断代码，以及响应于测量的电池电压不超过目标电压，重复负载循环阶段和电压恢复阶段，然后再次确定测量的电池电压是否超过目标电压。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述校准的电流密度水平在0.5到1A/cm2的范围内，并且所述校准的保持电压电平在0到0.4伏的范围内。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述电压恢复持续时间在单个连续步骤中或在多个步骤中为至少10分钟。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述电压恢复持续时间在所述单个连续步骤或所述多个步骤中在10-30分钟的范围内。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，至少一个电压恢复阶段包括多个电压恢复阶段。
6.根据权利要求5所述的方法，还包括：
在所述至少一个电压恢复阶段之前，执行负载循环阶段，其中所述电流密度水平在校准的电流密度范围内循环，所述校准的电流密度范围具有下限和超过在所述至少一个电压恢复阶段期间使用的所述电流密度水平的上限。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述下限是在所述至少一个电压恢复阶段期间使用的所述电流密度水平的至少两倍。
8.根据权利要求7所述的方法，其中在所述至少一个电压恢复阶段期间使用的所述电流密度水平为0.6A/cm2，所述下限为1.5A/cm2，并且所述上限为2A/cm2。
9.根据权利要求1所述的方法，其中所述至少一个电压恢复阶段在从室温至50℃的范围的温度下进行。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述至少一个电压恢复阶段在至少80℃的温度下执行，并且包括：向所述燃料电池的阳极供应氢气；
向所述燃料电池的阴极供应氮气；以及
将所述校准的保持电压电平维持在0至0.2V。
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