KR102018781B1 - 수소 재사용 장치 및 작동방법 - Google Patents

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Abstract

전기화학 전지 스택을 작동시키는 방법이 제공된다. 상기 방법은 반응물 가스를 상기 전지 스택에 공급하는 것을 포함한다. 반응물 가스의 유동은 전지 스택 중 적어도 하나의 전지에서 정지된다. 상기 적어도 하나의 전지에 인가된 전압은 증가된다. 상기 적어도 하나의 전지로의 반응물 가스의 유동은 기결정된 시간 동안 전압이 역치값을 초과하여 증가하는 것에 응답하여 개시된다.

Description

수소 재사용 장치 및 작동방법{HYDROGEN RECYCLING APPARATUS AND METHOD OF OPERATION}
<관련 출원의 교차 참조>
본원은 2013년 5월 31일에 출원된 미국 가출원번호 61/829,478, 발명의 명칭 "수소 재사용 장치 및 작동방법(Hydrogen Recycling Apparatus and Method of Operation)"의 정규출원이고, 그의 내용은 본원에 참조로서 포함된다.
본원에 개시된 발명은 실질적으로 수소로 구성된 가스 스트림 중 오염물질로부터 수소를 분리하기 위한 전기화학 시스템, 더 구체적으로는 일산화탄소("CO") 오염물질을 함유하는 혼합물로부터 수소를 분리하기 위한 시스템에 관한 것이다.
폴리머 전극막("PEM") 시스템은 다른 성분들 또는 화합물로부터 수소를 분리하기 위하여 전기화학 공정을 사용한다. PEM 시스템의 일 예로는 물을 수소와 산소 가스로 분리하는 전기분해 전지 스택(electrolysis cell stack)이 있다. PEM 시스템의 다른 유형은 수소 및 CO2, Co, N2 등과 같은 다른 화합물로 구성된 가스 스트림으로부터 수소를 분리하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 유형의 PEM 시스템은 공정 유체로서 수소를 사용하는, 예컨대 열처리가 수소 분위기에서 수행되는 열 처리 작업과 같은 응용(applications)에 적용될 수 있다.
PEM 시스템은 전기적으로 직렬로 배열된 복수의 전지들로 보통 구성된다. 각각의 전지는 애노드 및 대향측 상에 마련된 캐소드를 구비한 폴리머막으로 구성된다. PEM 시스템이 사용되어 전술한 열 처리 작업과 같은 응용에서 배기 가스 스트림을 처리하는 경우에, 상당한 농도의 일산화탄소("CO")가 수소 중에 존재하여 PEM 전지 중의 전극에 공급되면 작업은 정지된다. 수소는 촉매상에 흡착되고 전지의 작동을 효과적으로 멈춘다. 일산화탄소("CO")가 전기화학 수소 펌프 또는 압축기에 공급되는 경우에, 열역학은 CO의 일부가 PEM 수화로 인해 이용 가능하게 된 물과 평형 반응에 참여하여 CO2를 형성할 것으로 예측한다. 보통, 실제로, 이 반응은 매우 느리고 전극 촉매는 CO에 의해 신속히 비-활성화된다.
일부 선행 기술의 시스템은 매우 높은 온도에서 작동시켜서 CO의 산화를 가속화는 것에 의해 이 문제를 해결하려고 시도했었다. 이는 다른 고온막을 종종 요구한다. 자주 탐구되는 또 다른 접근법은 전지 전압을 상승시키는 것이다. 전지 전압이 상승하는 경우에, CO의 산화는 외부 전력원에 의해 애노드에서 추진되어, 물을 소모하고 캐소드에서 수소("H2")를 형성한다. 이 접근법은 어느 정도 효과가 있다. 보통, 고압(high voltage)은 어떤 종류의 펄스 또는 파동 함수로 순간적으로 인가된다. 그러나, 언제든지 전지에 인가된 전압이 상승되면, 전력 소모도 증가된다.
상승된 전압으로 전압을 펄싱(pulsing)하는 것은 또 다른 문제도 발생시킨다. 더 높은 전압이 전기화학 수소 압축기에서 구동되면, 애노드에서 CO의 산화가 촉진되어도 더 많은 수소가 산화된다. 다시 말하면, 펌프 속도는 증가된다. 합성전류의 일부는 수소를 산화하기 위해 주어지는 반면, 다른 부분은 CO의 산화를 위해 주어질 것이다. 따라서, 만일 수소 펌프 또는 압축기가 작동되고 전압이 높게 펄싱되면, 애노드 상에 존재하는 수소는 거의 희생 재료로서 기능하여 수소의 산화를 위하여 CO의 산화를 방지한다.
따라서, 현존하는 PEM 시스템은 그들의 의도된 목적에 적합하지만, 특히 수소가 저 전압 소모 레벨 및/또는 저 작동 온도에서 CO로부터 분리되는 PEM 시스템을 제공하는데 있어서 개선의 필요가 존재한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 전기화학 전지 스택을 작동시키는 방법이 제공된다. 상기 방법은 반응물 가스를 전지 스택에 공급하는 것을 포함한다. 반응물 가스의 유동은 전지 스택 중 적어도 하나의 전지에서 정지된다. 상기 적어도 하나의 전지에 인가된 전압은 증가된다. 상기 적어도 하나의 전지로의 반응물 가스의 유동은 전압이 역치값을 초과하여 증가하거나 적정 시간을 경과한 것에 응답하여 개시된다. 이러한 그리고 다른 이점 및 특징은 도면을 참조하여 하기 설명으로부터 더 명확해질 것이다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 시스템이 제공된다. 상기 시스템은 반응물 가스의 공급원을 포함한다. 상기 반응물 가스는 수소 및 일산화탄소를 포함한다. 애노드 및 캐소드를 구비한 전기화학 전지가 제공된다. 상기 애노드는 작동 중에 상기 반응물 가스의 적어도 제1 부분을 이산화탄소로 전환하도록 구성된 촉매를 구비하고, 상기 캐소드는 작동 중에 상기 반응물 가스의 적어도 제2 부분을 수소 가스로 전환하도록 구성된 촉매를 구비한다. 제어장치는 반응물 가스의 공급원에 작동가능 하도록 결합되며, 상기 제어장치는 전기화학 전지로의 반응물 가스의 유동을 정지시키고 기결정된 시간 동안 전압이 역치값을 초과하는 것에 응답하여 반응물 가스의 유동을 재개시한다.
본 발명으로 생각되는, 본원발명은 본 명세서의 말미의 청구범위에서 구체적으로 지적되고 명확하게 청구된다. 전술한 것 그리고 본 발명의 다른 특징 및 이점은 첨부된 도면과 함께 하기 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용으로부터 자명하다.
도 1은 본 발명의 구현예에 따른 수소 재사용 장치를 구비한 열 처리 공정의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 구현예에 따른 도 1의 수소 재사용 장치의 개략도이다.
도 3은 도 2의 수소 재사용 장치의 전지 내에서의 반응의 개략도이다.
도 4는 가스 스트림 중의 오염 물질로부터 수소를 분리하기 위한 공정의 흐름도이다.
도 5는 도 2의 수소 재사용 장치의 전지 내의 전류 밀도 및 전압의 그래프이다.
도 6은 연료 전지를 작동시키기 위한 또 다른 공정의 흐름도이다.
발명을 실시하기 위한 구체적인 내용은 도면을 참조하여 예시로서 본 발명의 구현예들을 그의 특징 및 이점과 함께 설명한다.
본 발명의 구현예들은 CO와 같은 오염 물질들을 포함하는 가스 스트림으로부터 수소의 분리에 있어서 이점을 제공한다. 본 발명의 구현예들은 전기화학 전지에서 촉매의 복원에 이점을 제공하여 고 CO 함량에서 전기화학 전지의 작동을 가능하게 한다. 본 발명의 또 다른 구현예들은 CO를 구비한 가스 스트림 상에서 연료 전지의 작동을 가능하게 하는 이점을 제공한다.
도 1을 참조하면, 전기화학 수소 재사용 장치(22)를 구비한 예시적 공정(20)이 제시된다. 상기 공정(20)은 대량 수소 저장 시스템(24) 및 대량 질소 저장 시스템(26)을 포함한다. 상기 저장 시스템들(24, 26)로부터의 가스는 가스 유동 제어 패널(28) 상의 매니폴드에 결합된다. 상기 가스 유동 제어 패널(28)은 원하는 가스의 부피 및 혼합물이 예컨대 로(爐)(30)와 같은 공정 장치로 흐르도록 구성된다. 상기 공정 장치가 로(30)인 경우에, 열 처리될 재료는 제1 롤(32)로부터 상기 로(30)안으로 공급되며, 이때 상기 재료는 주로 수소인 분위기에서 처리된다. 예시적 구현예에서, 상기 로(30) 내의 분위기는 대략 99% 수소이다. 상기 재료는 상기 로(30)를 나가서 재료 롤(34) 상에서 수집된다.
공정 폐기 가스(36)는 상기 로(30)를 나간다. 선행 기술 시스템에서, 약 100 ppm의 CO와 나머지로 수소를 함유하는 이러한 공정 폐기물은 대기로 배출된다. 예시적 구현예에서, 이러한 공정 폐기물 가스(36)는 도관들(38, 40)을 통하여 수소 재사용 장치(22) 안으로 향한다. 하기에서 더 구체적으로 논의되는 바와 같이, 수소 재사용 장치는 CO에서 수소를 분리하고, 분리된 수소가 도관(42)를 통하여 가스 유동 제어 패널(28)로 다시 흘러 들어온다. 다음으로 일부가 CO2로 전환될 수 있는 CO는 도관(44)를 통하여 대기에 배출되는 가스 스트림(36)으로 이동된다.
이제 도 2 및 3을 보면, 수소 재사용 장치(22)가 제시된다. 상기 장치(22)는 전기화학 전지 스택(46)을 포함한다. 상기 전지 스택(46)은 직렬 또는 병렬로 배열된 복수의 전지(48)로 구성된다. 각각의 전지(48)는 폴리머 전극막 접합체("MEA")(50)를 포함한다. 상기 전극막 접합체(50)는 양성자 교환막(52) 및 양성자 교환막(52)의 대향측에 배치된 전극(애노드(54) 및 캐소드(56))을 포함한다. 제시된 바와 같이, 애노드(54) 및 캐소드(56) 모두는 전지의 활성 영역 내에서 양성자 교환막(52)과 이온이 통하도록 위치된다. 활성 영역은 수소가 가스 스트림으로부터 해리되어 캐소드 상에 수소 가스 및 애노드 상에 CO2를 생성하는 전지의 영역으로 규정된다.
상기 양성자 교환막(52)은 전기화학 전지의 작동 조건 하에서 바람직하게는 고체인 전해질을 포함할 수 있다. 상기 막(52)을 제작할 수 있는 유용한 재료는 양성자 전도성 이오노머 및 이온 교환 수지를 포함한다. 양성자 전도성 재료로서 유용한 이온-교환 수지는 탄화수소 및 플루오로카본형의 수지를 포함한다. 플루오로카본형의 수지는 보통 할로겐, 강산 및 염기에 의한 산화에 우수한 내성을 보인다. 술폰산기 관능성을 갖는 플루오로카본형의 수지의 한 종류는 NAFION® 수지(E.I. du Pont de Nemours and Company, Wilmington, Del.)이다.
애노드(54) 및 캐소드(56)는 필요한 전기화학 반응(예, 수소 가스의 해리)을 수행하기에 적합한 촉매 재료로 제작된다. 애노드(54) 및 캐소드(56)에 적합한 촉매 재료는 플라티늄, 팔라듐, 로듐, 탄소, 금, 탄탈륨, 텅스텐, 루테늄, 이리듐, 오스뮴, 그의 합금 등, 뿐만 아니라 전술한 재료들의 조합을 포함하나, 이에 제한되지는 않는다. 애노드(54) 및 캐소드(56)는 그들의 개별 양성자 교환막(52)에 인접하도록, 바람직하게는 접촉하도록 위치되고, 다공성 기판 상에 흡착된 별개의 촉매 입자들을 포함하는 구조에 의해 규정된다. 기판 상으로 촉매 입자들의 접착은 분무법, 침지법(dipping), 도포법(painting), 침윤법(imbibing), 기상증착법(vapor depositing), 전술한 방법의 조합 등을 포함하나, 이에 제한되지 않는 임의의 방법에 의할 수 있다. 대안으로, 촉매 입자는 양성자 교환막(52)의 대향측 상에 또는 지지막 상에 직접적으로 증착될 수 있다.
각각의 전지(48)가 당해 분야에 알려진 구성요소들을 더 포함할 수 있다는 것이 인식되어야 한다. 이러한 추가적인 구성요소는 가스 확산층, 유동장(flow fields), 전류 수집기 등을 포함할 수 있다.
상기 공정 폐기 가스(36)는 도관들(38, 40)을 통과하여 제어 밸브(60)를 구비한 도관(58) 안으로 경로화된다. 상기 밸브(60)는 전기화학 전지 스택(46)으로의 공정 폐기 가스(36)의 유동을 제어하여 전지(48)로의 상기 유동을 제어한다. 제1 출력(62)은 각 전지(48)의 애노드 측에 유체 연통적으로 결합되고, 폐기 가스(예, CO2)의 잔부를 대기에 배출하는 도관(44)에 전기화학 전지 스택(46)을 연결한다. 제2 출력(64)은 각 전지(48)의 캐소드 측에 유체 연통적으로 결합되고, 분리된 수소 가스를 도관(42)에 이동시키고 다시 가스 유동 제어 패널(28)로 이동시킨다. 상기 장치(22)는 상 분리기(66) 및 제어 밸브, 예컨대 당해 분야에 알려진 것 그리고 당해 분야에 알려진 막 수화를 유지하는 수단과 같은 추가적인 구성요소들을 포함할 수 있다는 것이 인식되어야 한다.
고 함량의 CO를 갖는 가스 스트림을 전기화학 전지(46)에 전달 및 공급하는 것은 CO에 의한 촉매의 비-활성화로 인한 전기화학 전지(50)의 저하를 급속히 초래할 것이다. 이제 도 4를 참조하면, 상기 CO를 전기-산화하는 것에 의해 촉매를 회복시키는 공정(70)을 보여준다. 상기 공정(70)은 H2+CO의 폐기 가스 스트림 또는 반응물이 전지화학적 전지 스택(46)에 공급되는 블록(72)에서 시작한다. 폐기 가스 스트림은 기결정된 시간 동안 처리된 후, 상기 공정(70)은 폐기 스트림 가스의 유동이 정지되는 블록(74)로 진행한다. 폐기 가스 스트림이 상기 전지(48)를 정지시키는 경우에, 촉매는 희생 수소를 제거함으로써 회복될 수 있다. 전지 애노드로 인도하는 상기 밸브(60)가 폐쇄되는 경우에, 상기 전지(48)는 전기화학 전지 스택에 결합된 전력 공급장치(미도시)에 설정된 최대 전압에 도달할 것이다. 상기 전극은 H2를 갈급하기 때문에, 인가된 전위는 일제히 상승되어, 전극 촉매 상에서 CO의 전기-산화를 유발한다. 그 결과, 촉매는 회복된다.
상기 전지(48)에 폐기 가스 스트림이 없는 시간량을 제어하기 위하여, 상기 공정(70)은 전지 전압이 원하는 전압(예, 전력 공급장치의 최대 전압 설정)과 동일한지를 판단하는 질문 불록(76)으로 진행한다. 만일 질문 블록(76)이 부정적 대답을 한다면, 상기 공정(70)은 블록(74)으로 되돌아간다. 만일 질문 블록(76)이 긍정적 대답을 한다면, 상기 공정(70)은 공정 폐기 가스의 유동이 재개하는 블록(78)으로 진행한다. 다음으로, 상기 공정(70)은 기결정된 시간 동안 공정 폐기 가스가 전기화학 전지 스택(46)으로 흐르는 블록(80)으로 진행한다. 밸브(60)가 폐쇄되는 시간이 길수록, 더 많은 산화가 일어난다. 예시적 구현예에서, 공정 폐기 가스의 유동은 대략적으로 7분마다 정지된다. 다른 구현예에서, 전압 한계값은 전력 공급장치로부터 인가된 전압에 의해 제한될 수 있고, 상기 전압은 도 5에 제시된 바와 같이 장시간 동안 밸브를 폐쇄한 채로 두는 것에 의해 고 전압으로 방치할 수 있으며, 밸브가 t1 시간에 폐쇄되는 경우에, 전압은 점진적으로 증가되지만 전류는 감소한다. 상기 공정(70)은 전류가 감소하기 때문에, 전기화학 전지 스택(46)에 의해 소모된 전력도 촉매가 회복되면서 감소된다고 인식되어야 한다. 공정 폐기 가스의 유동이 재개되는 경우에, 전압은 다시 한번 원하는 작동 레벨로 돌아온다.
다른 구현예에서, 공정 폐기 가스의 유동이 정지된 시간 및/또는 진행되도록 허용된 시간의 길이는 단지 시간의 함수이거나 시간과 전압의 조합의 함수일 수 있다고 인식되어야 한다. 일부 구현예에서, 전압 및/또는 시간은 작동 조건 또는 파라미터에 기초하여 변화될 수 있다고 생각된다.
이제 도 6을 참조하면, 전지 전압의 극성의 역전을 유도하는 것에 의해 애노드 촉매에서 산화를 추진하는 방식으로 연료 전지를 작동시키는 공정(82)을 보여준다. 이 구현예에서, 연료 전지의 각 전지는 전기 기저에 의해 전지 상에서 연료의 유동이 정지되도록 하는 밸브를 포함할 수 있다. 상기 공정(82)은 블록(84)에서의 수소 함유 가스 스트림을 흘려 보내는 것에 의해 시작된다. 다음으로, 상기 공정(82)은 기결정된 시간 후에 가스의 유동이 단일 전지를 정지시키는 블록(86)으로 진행한다. 연료 전지에서 다른 전지들은 여전히 가스를 받고 있기 때문에, 고립된 전지의 극성은 블록(88)에서 역전되어 상기 고립된 전지 중 애노드에서 산화를 추진한다. 다음으로, 공정(82)은 상기 고립된 전지에서의 전압이 원하는 전압인지가 확인되는 질문 블록(90)으로 진행한다. 예시적 구현예에서, 상기 원하는 전압은 전지의 최대 전압이다.
만일 상기 질문 블록이 부정적인 대답을 하면, 상기 공정(82)은 블록(88)로 되돌아 온다. 만일 질문 블록(90)이 긍정적인 대답을 하면, 상기 공정(82)은 가스의 유동이 전지로 재개시되는 블록(92)으로 진행한다. 다음으로, 상기 공정(82)은 고립될 전지가 다음 전지로 증가되는 블록(94)으로 진행하고, 상기 공정(82)은 다음 전지로의 가스 유동이 정지되는 블록(86)으로 되돌아온다. 상기 공정은 모든 전지들이 고립되어 산화될 때까지 계속된다. 연료 전지에서의 모든 전지들이 산화된 후에, 상기 연료 전지는 기결정된 시간 동안 작동될 수 있거나, 또는 일 구현예에서는 고립되었던 제1 전지로 주기를 되돌리고 공정을 반복할 수 있다.
본원에서 설명된 상기 방법들은 예컨대 탄화수소 또는 황과 같은 공정 가스의 다른 오염물질들로 오염되는 촉매를 회복하기 위한 다른 전기화학 시스템에서 사용될 수도 있다.
본 발명은 제한된 수의 구현예들에 관해서 구체적으로 설명되었지만, 본 발명이 이러한 개시된 구현예에 제한되지 않는다고 용이하게 이해되어야 한다. 그 대신에, 본 발명은, 본원에서 설명된 것뿐만 아니라 본 발명의 사상 및 범위에 상응하는 다수의 변형물, 개조물, 치환물 또는 균등물 배열을 포함하도록 변형될 수 있다. 또한, 본 발명의 다양한 구현예들이 설명되었지만, 본 발명의 양태들이 설명된 구현예들 중 오직 일부만을 포함할 수 있다고 이해되어야만 한다. 따라서, 본 발명은 전술한 설명에 의해 제한되는 것으로 보이지 않지만, 첨부된 청구항의 범위에 의해서만 제한된다.

Claims (15)

  1. 전기화학 전지 스택을 작동시키는 방법으로서, 상기 방법은:
    전력 공급장치(power supply)에 최대 전압을 설정하는 단계;
    반응물 가스를 상기 전지 스택에 공급하는 단계로서, 상기 반응물 가스는 수소 및 일산화탄소의 혼합물을 포함하고, 상기 전지 스택은 애노드 및 캐소드를 포함하며, 상기 반응물 가스는 상기 애노드에 공급되는 단계;
    상기 전지 스택에 반응물 가스를 공급하는 것에 응답하여 상기 캐소드에서 수소 가스를 발생시키는 단계;
    상기 전지 스택 중 적어도 하나의 전지에의 상기 반응물 가스의 유동을 정지하는 단계;
    상기 적어도 하나의 전지에의 상기 반응물 가스의 유동을 정지하는 것에 응답하여 상기 적어도 하나의 전지에 인가된 전압을 상기 최대 전압으로 증가시키는 단계; 및
    기결정된 시간 동안 상기 전압이 역치값을 초과하여 증가하는 것에 응답하여 상기 적어도 하나의 전지로의 상기 반응물 가스의 유동을 개시하는 단계를 포함하는, 전기화학 전지 스택을 작동시키는 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 전지 스택에 반응물 가스를 공급하는 것에 응답하여 상기 애노드에서 이산화탄소를 발생시키는 단계를 더 포함하는, 전기화학 전지 스택을 작동시키는 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 전지 스택은 복수의 전지를 포함하되, 상기 복수의 전지는 제1 전지 및 제2 전지를 포함하는, 전기화학 전지 스택을 작동시키는 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 반응물의 유동을 정지하는 단계는 제1 전지로의 반응물의 유동을 정지하는 단계를 포함하며; 및
    상기 전압을 증가시키는 단계는 상기 제1 전지의 극성을 역전시키는 단계를 포함하는, 전기화학 전지 스택을 작동시키는 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 전지로의 반응물 가스의 유동을 개시하는 단계;
    상기 제2 전지로의 반응물 가스의 유동을 정지하는 단계;
    상기 제2 전지의 극성을 역전시키는 단계; 및
    상기 전압이 기결정된 전압인 것에 응답하여 상기 제2 전지로의 반응물 가스의 유동을 개시하는 단계
    를 더 포함하는, 전기화학 전지 스택을 작동시키는 방법.
  9. 시스템으로서,
    수소 및 일산화탄소를 포함하는 반응물 가스의 공급원;
    최대 전압 설정을 갖는 전력 공급장치;
    상기 전력 공급장치에 전기적으로 결합되며, 애노드 및 캐소드를 포함하는 전기화학 전지 스택; 및
    상기 반응물 가스의 공급원에 작동가능하도록 결합된 제어장치를 포함하며,
    상기 애노드는 작동 중에 상기 반응물 가스의 적어도 제1 부분을 이산화탄소로 전환하도록 구성된 촉매를 갖고, 상기 캐소드는 작동 중에 상기 반응물 가스의 적어도 제2 부분을 수소 가스로 전환하도록 구성된 촉매를 가지며,
    상기 제어장치는 상기 전기화학 전지 스택으로의 상기 반응물 가스의 유동을 정지하도록 구성되고, 상기 반응물 가스의 유동을 정지하는 것에 응답하여 상기 전기화학 전지 스택에 인가된 전압을 상기 최대 전압 설정으로 증가시키고, 기결정된 시간 동안 전압이 역치값을 초과하여 증가하는 것에 응답하여 상기 반응물 가스의 유동을 재개시하는, 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 캐소드에 유체 연통적으로 결합된(fluidly coupled) 상 분리기(phase separator)를 더 포함하는, 시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 반응물 가스의 공급원은 공정 로(爐)인, 시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 반응물 가스의 제3 부분 및 상기 이산화탄소를 수용하기 위해 상기 애노드에 유체 연통적으로 결합된 배출구를 더 포함하는, 시스템
  13. 제12항에 있어서,
    상기 공정 로에 유체 연통적으로 결합된 질소 가스의 공급원 및 상기 공정 로에 유체 연통적으로 결합된 수소 가스의 공급원을 더 포함하는, 시스템.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 전기화학 전지 스택은 복수의 전지를 포함하되, 상기 복수의 전지들 중 각각은 애노드 및 캐소드를 구비하며, 상기 복수의 전지들은 제1 전지 및 제2 전지를 포함하는, 시스템.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제어장치는 상기 반응물의 유동을 정지시키는 것 및 상기 전압을 증가시키는 것에 추가적으로 응답하되, 상기 반응물의 유동을 정지시키는 것은 상기 제1 전지로의 상기 반응물의 유동을 정지시키는 것을 포함하고 상기 전압을 증가시키는 것은 상기 반응물의 유동을 정지시키는 것에 응답하여 상기 제1 전지의 극성을 역전시키는 것을 포함하는, 시스템.
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