DE102015222338A1

DE102015222338A1 - Verfahren zur Wiederherstellung der Leistungsfähigkeit einer Brennstoffzelle

Info

Publication number: DE102015222338A1
Application number: DE102015222338.8A
Authority: DE
Inventors: Dong Jo Oh; Jong Hyun Lee
Original assignee: Hyundai Motor Co
Current assignee: Hyundai Motor Co
Priority date: 2014-11-25
Filing date: 2015-11-12
Publication date: 2016-05-25
Also published as: US20160149248A1

Abstract

Ein Verfahren zur Wiederherstellung der Leistungsfähigkeit einer Brennstoffzelle schließt das Abschneiden der Wasserstoffversorgung einer Anode ein, um das zufällige und ungleichmäßige Abfallen einer Zellspannung der Brennstoffzelle zu bewirken, wenn Luft an die Kathode bereitgestellt wird, zusammen mit dem Start der Brennstoffzelle. Eine Umkehrspannung tritt in einigen Zellen der Brennstoffzelle auf, eine Wasserspaltungsreaktion tritt an der Anode der Zelle auf, in der die Umkehrspannung auftritt, und der durch die Wasserspaltungsreaktion erzeugte Sauerstoff entfernt Kohlenstoffmonoxid (CO), das die Anode kontaminiert hat, indem er das Kohlenstoffmonoxid (CO) zu Kohlenstoffdioxid (CO2) oxidiert.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Verfahren zur Wiederherstellung der Leistungsfähigkeit einer Brennstoffzelle. Insbesondere betrifft sie ein Verfahren für die Wiederherstellung der Leistungsfähigkeit einer Brennstoffzelle, das so eingerichtet ist, dass es Kohlenstoffmonoxid oder ähnliches mittels Oxidation entfernen kann, indem ein Betrieb mit umgekehrter Spannung eingesetzt wird, um die Verschlechterung der Leistungsfähigkeit der Brennstoffzelle zu verhindern, wenn die Brennstoffzelle durch Verunreinigungen, wie Kohlenstoffmonoxid (CO), vergiftet wird.
Hintergrund
Eine Brennstoffzelle als Hauptenergieversorgungsquelle eines Brennstoffzellenfahrzeugs ist eine Vorrichtung, die elektrischen Strom erzeugt, indem ihr Sauerstoff aus der Luft und Wasserstoff als Brennstoff bereitgestellt wird.
Ein Membran-Elektroden-Aufbau (membran-electrode assembly, MEA) ist ein Hauptbestandteil einer Brennstoffzelle, der auf der innersten Seite der Brennstoffzelle lokalisiert ist. Der Membran-Elektrode-Aufbau wird durch eine Elektrolytmembran, die Wasserstoff-Protonen leiten kann, und eine Katalysatorschicht, die auf beiden Seiten der Elektrolytmembran angebracht ist, um eine Reaktion von Wasserstoff und Sauerstoff zu ermöglichen, d.h., einer Kathode und einer Anode, gebildet.
Weiterhin sind eine Gasdiffusionsschicht (gas diffusion layer, GDL) und eine bipolare Platte an einem äußeren Abschnitt des Membran-Elektrode-Aufbaus (MEA) lokalisiert, d.h., im äußeren Abschnitt, in dem die Katalysatorschicht lokalisiert ist. Die bipolare Platte wird mit einem Flussfeld gebildet, um Brennstoff zum äußeren Abschnitt der Gasdiffusionsschicht zuzuführen und durch die Reaktion gebildetes Wasser abzuführen.
Daher läuft in der Anode der Brennstoffzelle Oxidationsreaktion von Wasserstoff, um Wasserstoffionen zu bilden. Die gebildeten Wasserstoffionen und Elektronen werden durch die Elektrolytmembran bzw. durch den Stromkreis zur Kathode bewegt.
Gleichzeitig wird, wie in der begleitenden 1 gezeigt, in der Kathode der Brennstoffzelle Wasser gebildet, während die Reduktionsreaktion von Sauerstoff durch Aufnahme der Wasserstoffionen und der Elektronen von der Anode abläuft. Somit wird elektrische Energie durch den Fluss der Elektronen entlang des Stromkreises erzeugt, und elektrische Energie wird durch den Fluss der Protonen durch die Polymerelektrolytmembran erzeugt.
Indessen enthält der Wasserstoff, der der Anode zugeführt wird, Verunreinigungen wie Kohlenstoffmonoxid, Schwefel, Kohlenstoffdioxid und Ammoniak. Insbesondere, wenn das Wasserstoffgas Kohlenstoffmonoxid enthält, wird in einer Polymerelektrolyt-Brennstoffzelle der Anodenkatalysator durch das Kohlenstoffmonoxid (CO) vergiftet, und die Leistungsfähigkeit der Brennstoffzelle wird deutlich verschlechtert.
Speziell wird ein Platin(Pt)-Katalysator eingesetzt, so dass die Oxidations-Reduktions-Reaktion in der Anode und der Kathode der Brennstoffzelle abläuft. Wenn Kohlenstoffmonoxid und Wasserstoff in die Anode als Oxidationselektrode eintreten, wird Kohlenstoffmonoxid auf der Platinoberfläche adsorbiert, um in die Oxidationsreaktion in der Anode zu einzugreifen, und folglich tritt ein Phänomen der Reduktion der Leistungsfähigkeit auf, bei dem sich die Ausgangsleistung der Brennstoffzelle verringert.
Daher ist es zum Wiederherstellen der Leistungsfähigkeit der Brennstoffzelle notwendig, das Kohlenstoffmonoxid auf geeignete Weise zu entfernen, wenn, wie oben beschrieben, eine Vergiftung durch Kohlenstoffmonoxid auftrat.
Als Möglichkeit zur Lösung der Vergiftungsprobleme bei einer herkömmlichen Brennstoffzelle, wenn die Anode durch Kohlenstoffmonoxid (CO) oder ähnliches vergiftet wird und eine Abnahme der Leistungsfähigkeit der Brennstoffzelle auftritt, existiert ein wohlbekanntes Verfahren der Bereitstellung einer geringen Menge an Luft an die Anode, um das Kohlenstoffmonoxid durch Oxidation zu entfernen.
Jedoch bestand bei einer externen Vorrichtung zur Bereitstellung von Saurestoff an die Brennstoffzelle das Problem eines Anstiegs der Kosten für das Verfahren zur Wiederherstellung der Leistungsfähigkeit eines Brennstoffzellenfahrzeugs, da zusätzlich eine Sauerstoffversorgungsausrüstung einschließlich eines Sauerstofftanks, einer Steuerungsvorrichtung für die Bereitstellung des Sauerstoffs, ein Ventil oder ähnliches erforderlich war.
Da es weiterhin nötig ist, dass das Brennstoffzellenfahrzeug eine Einrichtung aufsucht, um eine getrennte Sauerstoffversorgungseinrichtung zu erhalten, besteht das Problem, dass die Durchführung des Wiederherstellungsverfahrens verzögert wird.
Die oben in diesem Abschnitt zum Hintergrund offenbarte Information dient lediglich der Verbesserung des Verständnisses des Hintergrunds der Erfindung und kann daher Informationen enthalten, die nicht Bestandteil des Standes der Technik bilden, der dem Fachmann in diesem Land bereits bekannt ist.
ZUSAMMENFASSUNG DER OFFENBARUNG
Die vorliegende Offenbarung wurde zur Lösung der oben beschriebenen herkömmlichen Probleme gemacht, und ein Ziel von ihr ist, ein Verfahren zur Wiederherstellung der Leistungsfähigkeit einer Brennstoffzelle bereitzustellen, worin durch Abstellen der Wasserstoffversorgung an eine Anode, um beliebig und ungleichmäßig die Zellspannung der Brennstoffzelle zu verringern, in einem Zustand, worin Luft an die Kathode gemeinsam mit dem Start der Brennstoffzelle bereitgestellt wird, eine Umkehrspannung in manchen Zellen der Brennstoffzelle auftritt, eine Wasserspaltungsreaktion an der Anode der Zelle, in der die Umkehrspannung auftritt, stattfindet, und der durch die Wasserspaltungsreaktion gebildete Sauerstoff das Kohlenstoffmonoxid (CO), das die Anode kontaminiert, durch Oxidation des Kohlenstoffmonoxids zu Kohlenstoffdioxid (CO₂) entfernt.
Unter einem Gesichtspunkt stellt die vorliegende Offenbarung ein Verfahren zur Wiederherstellung der Leistungsfähigkeit einer Brennstoffzelle bereit, das folgendes einschließt: (i) beliebiges und ungleichmäßiges Verringern der Zellspannung der Brennstoffzelle; (ii) Erzeugung einer Umkehrspannung in einigen Zellen der Brennstoffzelle durch den ungleichmäßigen Abfall der Zellspannung der Brennstoffzelle; (iii) Erzeugen einer Wasserspaltungsreaktion an der Anode derjenigen Zellen, in denen die Umkehrspannung auftritt, um Sauerstoff zu erzeugen; und (iv) Entfernen von Kohlenstoffmonoxid (CO), das die Anode kontaminiert, durch Oxidation des Kohlenstoffmonoxids mit dem gebildeten Sauerstoff zu Kohlenstoffdioxid (CO₂).
In einer bevorzugten Ausführungsform wird in Schritt (i) die Zellspannung der Brennstoffzelle beliebig und ungleichmäßig verringert, indem eine Wasserstoffversorgung und eine Wasserstoff-Umlauf(Recycle)-Versorgung zur Anode abgeschnitten wird, wenn Luft an die Kathode bereitgestellt wird, zusammen mit dem Start der Brennstoffzelle.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform wird in Schritt (ii) die Spannung derjenigen Zellen, in denen die Umkehrspannung auftritt, auf 0 V oder weniger reduziert.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird nach der Aufrechterhaltung der zufälligen und ungleichmäßigen Verringerung der Brennstoffzellenspannung für eine vorbestimmte Zeit, um die Spannung der Brennstoffzelle beim Neustart durch die Spannung bei offenem Stromkreis zu steuern, Luftzufuhr zur Kathode blockiert, und gleichzeitig Wasserstoff-Umlauf-Versorgung zur Anode durchgeführt.
Durch die Mittel zum Lösen der oben beschriebenen Aufgaben stellt die vorliegende Erfindung die folgenden Wirkungen bereit.
Zunächst wird eine Umkehrspannung in manchen Zellen der Brennstoffzelle erzeugt, es findet eine Wasserspaltungsreaktion in der Anode der Zellen, in denen die Umkehrspannung auftritt, statt, und der durch die Wasserspaltungsreaktion gebildete Sauerstoff kann Kohlenstoffmonoxid (CO), das die Anode kontaminiert hat, durch Oxidation des Kohlenstoffmonoxids mit dem gebildeten Sauerstoff zu Kohlenstoffdioxid (CO₂) entfernen. So kann die Wiederherstellung der Leistungsfähigkeit der Brennstoffzelle durchgeführt werden.
Zweitens kann, wenn die Leistungsfähigkeit aufgrund der Kontaminierung der Anode abgenommen hat, die Wiederherstellung der Leistungsfähigkeit der Brennstoffzelle ohne Abschaltung des Gesamtsystems oder ohne externe Vorrichtung für die Luftversorgung durchgeführt werden.
Weiter Gesichtspunkte und bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden unten erörtert.
Es versteht sich, dass der Begriff "Fahrzeug" oder "Fahrzeug-" oder weitere ähnliche Begriffe, wie hier verwendet, Motorfahrzeuge im allgemeinen einschließen, wie Personenwagen einschließlich Sports-Utility-Vehicles (SUV), Busse, Lastkraftwagen, verschiedene gewerbliche Fahrzeuge, Wasserfahrzeuge einschließlich verschiedener Boote und Schiffe, Flugzeuge und ähnliches, und Hybridfahrzeuge, elektrische Fahrzeuge, Plug-in-Hybrid-elektrische Fahrzeuge, wasserstoffbetriebene Fahrzeuge oder andere mit alternativen Treibstoff betriebene Fahrzeuge, d.h., mit Treibstoff, der von anderen Ressourcen außer Erdöl abgeleitet ist, einschließt. Wie hierin verwendet, ist ein Hybridfahrzeug ein Fahrzeug, das zwei oder mehrere Energiequellen aufweist, beispielsweise sowohl Benzin als auch elektrisch betriebene Fahrzeuge.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die obigen und weiteren Merkmale der vorliegenden Erfindung werden nun im Detail anhand verschiedener beispielhafter Ausführungsformen beschrieben, die in den begleitenden Zeichnungen illustriert sind, die unten ausschließlich zum Zweck der Illustration angegeben sind und daher die vorliegende Erfindung nicht beschränken.
1 ist ein Diagramm, das die Reaktion einer Anode und einer Kathode einer Brennstoffzelle während des normalen Betriebs der Brennstoffzelle darstellt;
2 ist ein schematisches Diagramm, das zeigt, wie in einigen aus den gesamten Brennstoffzellen eine Umkehrspannung für das Verfahren zur Wiederherstellung der Leistungsfähigkeit der Brennstoffzelle gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform erzeugt wird; und
3 ist ein Diagramm, das eine Reaktion einer Anode und einer Kathode einer Brennstoffzelle für ein Verfahren zur Wiederherstellung der Leistungsfähigkeit einer Brennstoffzelle gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt.
Es versteht sich, dass die begleitenden Zeichnungen nicht notwendigerweise maßstabsgetreu sind und eine etwas vereinfachte Darstellung verschiedener bevorzugter Merkmale zeigen, die für die Grundprinzipien der Erfindung illustrativ sind. Die Speziellen Design-Merkmale der vorliegenden Erfindung, wie hier offenbart, einschließlich beispielsweise spezieller Dimensionen, Orientierungen, Orte und Formen werden teilweise durch die spezielle beabsichtigte Verwendung und Umgebung des Einsatzes bestimmt.
In den Figuren beziehen sich Bezugsziffern auf die gleichen oder äquivalenten Teile der vorliegenden Erfindung über mehrere Figuren der Zeichnungen hinweg.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Im Folgenden wird nun im Detail auf verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung Bezug genommen, deren Beispiele durch die begleitenden Zeichnungen illustriert sind, und die unten beschrieben werden. Während die Erfindung in Verbindung mit beispielhaften Ausführungsformen beschrieben wird, so versteht es sich, dass die vorliegende Erfindung nicht auf diese beispielhaften Ausführungsformen beschränkt sein soll. Im Gegenteil ist beabsichtigt, dass die Erfindung nicht nur die beispielhaften Ausführungsformen abdeckt, sondern auch verschiedene Alternativen, Modifikationen, Äquivalente und weitere Ausführungsformen, die im Geist und Bereich der Erfindung, wie durch die beigefügten Ansprüche definiert, eingeschlossen sein können.
Im Folgenden wird eine bevorzugte erfindungsgemäße Ausführungsform im Detail unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
Wie oben beschrieben, enthält der Wasserstoff, der der Anode der Brennstoffzelle zugeführt wird, Verunreinigungen wie Kohlenstoffmonoxid, Schwefel und Kohlenstoffdioxid, in Abhängigkeit vom eingesetzten Treibstoff. Wenn Wasserstoffgas, das Kohlenstoffmonoxid enthält, in einer Brennstoffzelle mit Polymerelektrolyt eingesetzt wird, so wird der Katalysator der Anode durch Kohlenstoffmonoxid (CO) vergiftet, und die Leistungsfähigkeit der Brennstoffzelle kann sich stark verschlechtern.
Wenn also die Anode der Brennstoffzelle durch Verunreinigungen, wie Kohlenstoffmonoxid (CO), vergiftet wird, was zu einer Verschlechterung der Leistungsfähigkeit der Brennstoffzelle führen kann, basiert die vorliegende Erfindung darauf, dass nach Bewirkung einer Wasserspaltungsreaktion an der Anode unter Verwendung einer Umkehrspannung Kohlenstoffmonoxid durch den während der Wasserspaltungsreaktion gebildeten Sauerstoff mittels Oxidation entfernt werden kann.
2 ist ein schematisches Diagramm, das zeigt, dass in einigen der gesamte Brennstoffzellen eine Umkehrspannung zur Wiederherstellung der Leistungsfähigkeit einer Brennstoffzelle gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform erzeugt wird, und 3 ist ein Diagramm, das die Reaktion der Anode und der Kathode für das Verfahren zur Wiederherstellung der Leistungsfähigkeit einer Brennstoffzelle gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt.
Eine Einzel-Brennstoffzelle erzeugt eine Maximalspannung von beispielsweise 1 V, was für den Antrieb eines Motors unzureichend ist. Daher werden zum Antreiben eines Motors, der eine viel höhere Spannung benötigt, als von einer Einzel-Brennstoffzelle bereitgestellt wird, typischerweise duzende bis einige Hundert Einzel-Brennstoffzellen gestapelt, um einen Brennstoffzellenstapel zu bilden. Wenn eine große Anzahl an Einzel-Brennstoffzellen gestapelt werden, um einen Brennstoffzellenstapel zu bilden, so ist die Verteilung des Fluids im Allgemeinen nicht gleichförmig; daher wird für die Bereitstellung einer gleichförmigen Verteilung ein Gebläse (blower), ein Ejektor oder ähnliches eingesetzt.
Wenn zu diesem Zeitpunkt die Wasserstoffversorgung und die Wasserstoffstoff-Umlauf-Versorgung zur Anode in einem Zustand, in dem Luft an die Kathode bereitgestellt wird, beim Start des Brennstoffzellenstapels abgeschnitten wird, so ist der Wasserstoff von einigen Zellen des Brennstoffzellenstapels früher verbraucht als bei den anderen Zellen, und die Zellspannung der Brennstoffzellen, in der Wasserstoff als erstes verbraucht ist, fällt ab, und daher nimmt die Zellspannung des Brennstoffzellenstapels eine nicht gleichförmigen Zustand ein.
Wenn zu diesem Zeitpunkt die Zellspannung einiger Zellen des Brennstoffzellenstapels ungleichmäßig abfällt, so tritt das Phänomen der Umkehrspannung auf.
Das bedeutet, dass wegen der Reihenschaltung der entsprechenden Zellen des Brennstoffzellenstapels zu diesem Zeitpunkt der gleiche Strom durch die Zellen mit niedriger Spannung (d.h., die Zellen, in denen die Zellspannung abgefallen ist) wie durch die Zellen mit hoher Spannung (d.h., die anderen Zellen, in denen die Zellspannung bei Maximalspannung bleibt) fließen sollte, und das Umkehrspannungsphänomen, in dem das Potential der Anode ansteigt, auftritt.
Das bedeutet sozusagen, dass deswegen, weil die Anodenspannung dem Standard-Wasserstoffpotential entspricht, die Spannung im Zustand der normalen Zufuhr von Wasserstoff bereits 0 V beträgt, und die Umkehrspannung ein Phänomen betrifft, in dem das Potential der Anode auf 0 V oder mehr ansteigt und höher als das der Kathode wird.
Speziell wird beim ungleichmäßigen Abfall der Zellspannung der Brennstoffzelle die Umkehrspannung in manchen Zellen des Brennstoffzellenstapels erzeugt, und die Spannung einiger Zellen, in denen die Umkehrspannung erzeugt wird, fällt zu diesem Zeitpunkt auf 0 V oder weniger ab.
Mit anderen Worten tritt das Umkehrspannungsphänomen auf, indem das Potential der Anode höher wird, während die Spannung einiger Zellen des Brennstoffzellenstapels auf 0 V abfällt.
Andererseits wird beim Normalbetrieb der Brennstoffzelle, wie in Reaktionsformel 1 unten gezeigt, in der Kathode der Brennstoffzelle Wasser erzeugt, während die Reduktionsreaktion von Sauerstoff durch die Aufnahme von Wasserstoffionen und Elektroden von der Anode fortschreitet, und zu diesem Zeitpunkt verbleibt Wasser partiell durch die Polymerelektrolytmembran auch in der Anode. Kathode: O₂ + 4H⁺ + 4e^– → 2H₂O (1)
Daher tritt an der Anode einiger Zellen, in denen die Umkehrspannung auftritt, die Wasserspaltungsreaktion auf.
Mit anderen Worten tritt die Wasserspaltungsreaktion in der Anode aufgrund des oben beschriebenen Umkehrspannungsphänomens auf.
Zu diesem Zeitpunkt bleibt Wasser zurück, das teilweise von der Kathode zur Anode hinüberwandert. Da an der Zelle kein Potential anliegt, geht das nicht mit der Reaktion zur Erzeugung von Elektrizität einher, d.h., an der Zelle, in der die Spannung der Anode auf 0 V fällt, tritt in der Anode das Wasserspaltungsphänomen auf, worin Wasser in Sauerstoff und Wasserstoffionen gemäß Reaktionsformen 2 gespalten wird. Anode: 2H₂O → O₂ + 4H⁺ + 4e^– (2) Vorzugsweise wird vor dem Schritt des Auftretens der oben beschriebenen Wasserspaltungsreaktion ein Schritt durchgeführt, in dem man die unter Verwendung eines Radiators und einer Wasserpumpe, die im Brennstoffzellensystem enthalten sind, Wasser zirkulieren lässt, um die Brennstoffzelle auf Raumtemperatur zu kühlen, um die Wasserspaltung zu fördern, indem Kühlwasser-Dampf in der Brennstoffzelle bei Umgebungstemperatur zu Wasser gewandelt wird.
Anschließend entfernt der durch die oben beschriebene Wasserspaltungsreaktion gebildete Sauerstoff das Kohlenstoffmonoxid (CO), das die Anode kontaminiert hat, indem er Kohlenstoffmonoxid (CO) zu Kohlenstoffdioxid (CO₂) oxidiert.
Auf diese Weise wird eine Umkehrspannung in einigen Zellen der Brennstoffzelle erzeugt, die Wasserspaltungsreaktion tritt in der Anode der Zelle, in der die Umkehrspannung erzeugt wurde, auf und der durch die Wasserspaltungsreaktion gebildete Sauerstoff kann Kohlenstoffmonoxid (CO), das die Anode kontaminiert hat, durch Oxidation des Kohlenstoffmonoxids zu Kohlenstoffdioxid (CO₂) entfernen. Daher ist es möglich, die Wiederherstellung der Leistungsfähigkeit der Brennstoffzelle ohne eine bestehende externe Vorrichtung für die Luftversorgung durchzuführen.
Indessen wird, nachdem die Zeitspanne der ungleichmäßigen Verringerung der Zellspannung der Brennstoffzelle für einige Sekunden aufrechterhalten wurde, die Brennstoffzelle auf normale Weise unter Verwendung einer Batterie aktiviert.
Die Erfindung wurde im Detail unter Bezugnahme auf ihre bevorzugten Ausführungsformen beschrieben. Allerdings versteht es sich für den Fachmann, dass in diesen Ausführungsformen Änderungen vorgenommen werden können, ohne von den Prinzipien und dem Geist der Erfindung abzuweisen, deren Bereich durch die beigefügten Ansprüche und ihre Äquivalente definiert ist.

Claims

Verfahren zur Wiederherstellung der Leistungsfähigkeit einer Brennstoffzelle, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: (i) beliebiger und ungleichmäßiger Abfall einer Zellspannung der Brennstoffzellen; (ii) Erzeugung einer Umkehrspannung in einigen der Brennstoffzellen durch zufälliges und ungleichmäßiges Abfallen der Zellspannung der Brennstoffzellen; (iii) Erzeugen einer Wasserspaltungsreaktion an der Anode der Brennstoffzellen, in denen die Umkehrspannung auftritt, um Sauerstoff zu erzeugen; und (iv) Entfernen von Kohlenstoffmonoxid (CO), das die Anode kontaminiert, durch Oxidation des Kohlenstoffmonoxids (CO) mit dem erzeugten Sauerstoff zu Kohlenstoffdioxid (CO₂).
Verfahren gemäß Anspruch 1, worin im Schritt (i) die Zellspannung der Brennstoffzellen beliebig und ungleichmäßig abfällt, in dem die Wasserstoffversorgung und die Wasserstoff-Umlauf-Versorgung für die Anode abgeschnitten wird, wenn Luft an die Kathode zusammen mit dem Start der Brennstoffzellen bereitgestellt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 1, worin im Schritt (ii) die Spannung einiger der Brennstoffzellen, in denen die Umkehrspannung auftritt, auf 0 V oder weniger absinkt.
Verfahren gemäß Anspruch 1, das weiterhin den folgenden Schritt umfasst: nach dem Aufrechterhalten des zufälligen und ungleichmäßigen Abfalls der Zellspannung über eine vorbestimmte Zeit, Blockieren der Luftzufuhr zur Kathode und gleichzeitige Durchführung einer Wasserstoff-Umlauf-Bereitstellung für die Anode, um die Spannung der Brennstoffzellen zu steuern, wenn durch eine Spannung bei offenem Stromkreis neu gestartet wird.
Verfahren gemäß Anspruch 1, das weiterhin vor dem Schritt (iii) des Erzeugens der Wasserspaltungsreaktion einen Schritt des Kühlens der Brennstoffzelle auf Raumtemperatur umfasst.