KR102562257B1 - 밀폐형 애노드 연료 전지 시동 방법 - Google Patents

밀폐형 애노드 연료 전지 시동 방법 Download PDF

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Abstract

PEM 연료 전지 모듈을 시작시키기 위한 공정은 외부 전력을 사용하여 모듈의 캐소드 측을 통해 공기를 송풍시키는 단계를 포함한다. 소정의 양의 수소는, 캐소드 측 상의 공기의 압력보다 더 큰 압력 하에서 모듈의 애노드 측으로 방출되는 한편, 그렇지 않으면 애노드가 밀폐된다. 모듈에서의 셀 전압들은 모듈을 시작시키기에 충분한 충전된 상태의 출현을 위해 감시된다. 충전된 상태가 관찰될 때, 모듈은 동작 상태로 변환된다.

Description

밀폐형 애노드 연료 전지 시동 방법
[0001] 본 출원은 2016년 12월 21일자로 출원된 미국 출원 일련 번호 제62/437,421호의 정규 특허 출원이며, 이는 인용에 의해 본원에 포함된다.
[0002] 본 명세서는, 연료 전지 전력 모듈들, 예를 들어, PEM 연료 전지 모듈들에 관한 것이다.
[0003] PEM 연료 전지 모듈을 셧다운하기(shutting down) 위한 일 예시적인 공정에서, 모듈의 캐소드 측은 통기되는(vented) 반면, 애노드 측은 밀폐되지만, 저장소가 비어질 때까지, 작은(즉, 5L 미만의) 셧다운 저장소로부터 작은 압력으로 (즉, 대기압 초과 5psi 미만으로) 수소를 수용한다. 애노드 및 캐소드 측들은 저항을 통해 전기식으로 연결된다. 캐소드 측 상의 산소가 소모되며, 이에 의해 캐소드 측을 질소로 블랭키팅한다(blanketing). 애노드 측 상의 수소가 또한 소모되어, 애노드 측으로 질소를 끌어당기는 진공을 생성한다. 연료 전지 모듈은 이에 의해 질소로 블랭키팅된다. 셀들의 정전용량 전하는 또한 저항기를 통해 방전된다. 모듈이 장시간 동안 방치된다면, 일부 또는 모든 질소는 공기로 대체될 수 있다. 예들이 WO2004114448 및 WO 2007090284에서 설명되며, 이 둘 모두는 명칭이 “Passive Electrode Blanketing in a Fuel Cell” 이다.
[0004] 모듈을 다시 시작시키기 위해, 배터리 또는 다른 에너지 소스에 의해 전력이 공급되는 소형 팬은 캐소드 측상에서 질소를 공기로 대체하도록 작동된다. 수소는 더 큰 연료 저장소로부터 모듈의 애노드 측으로 도입되고, 모듈의 애노드 측 전체에 걸쳐 재순환 펌프로 또는 퍼지 밸브를 개방함으로써 분산된다. 일단 모듈의 셀들이 충분한 전하를 회복한다면, 모듈은 자신의 BOP(balance of plant)를 동작시키기에 충분한 전기화학적 반응들을 지속시킬 수 있으며, 그리고 모듈은 다시 시작되게 하는 것으로 고려된다.
[0005] 셧다운 절차 후에, 예를 들어 전술된 바와 같이, 연료 전지의 애노드 측 및 캐소드 측은 질소 또는 주로 질소인 가스들의 혼합물(즉, 공기)에서 블랭키팅될 수 있다. 혼합물은 주변 공기보다 더 많은 질소를 가질 수 있거나 통상적으로 가지지 않을 수 있으며, 가능하게는 거의 100% 질소일 수 있다. 추가적으로, PEM 연료 전지에서 멤브레인들의 양 측 상의 가스 확산 층들은 시동(start up) 절차 동안 산소 및 수소와의 질소의 대체를 억제할 수 있다.
[0006] 연료 전지 스택에서의 MEA들은 본래 정전용량적이다. 연료 전지 모듈의 재시작은, 스택이 재료 전류(material current)를 공급하는 데 사용되기 전에, 모든 셀들이 적어도 부분적으로 충전된 상태에 도달하도록 요구한다. 이러한 충전된 상태를 달성하기 위해, 수소 및 산소는 스택의 애노드 측 및 캐소드 측 전체에 걸쳐 분산될 수 있다. 수소는 애노드 측 주위에 있는 루프에서의 수소 재순환 펌프로 분산될 수 있지만, 이는 저장된 전력을 소모하거나, 스택으로부터 전력이 공급된다면, 수소 및 연료 전지 스택 전체에 걸친 공기 농도, 그리고 연료 전지 스택 내에의 개별적인 셀 전압들에 따라 시동을 지연시키거나 방지할 수 있는 복잡함(complication)이다. 대안적으로, 수소는, 수소를 모듈의 애노드 측을 통해 애노드 측의 유출구 상에 벤트 또는 퍼지 밸브로 유동시킴으로써 분산될 수 있다. 이는 수소를 대기로 방출시키며, 이는 오염물질이 아니지만, 어떤 경우들에서는, 벤트의 외측에서 연소가능한 혼합물을 생성할 수 있다. 연소가능한 혼합물의 존재는 캐소드 측 배기부로 수소를 통기하고 캐소드 측을 통해 충분한 공기를 송풍시킴으로써 방지될 수 있다. 그러나, 희석을 위해 요구되는 기류 속도는 스택을 충전하도록 요구되는 기류 속도를 초과해서, 이러한 방법은 더 많은 저장된 전력을 소모한다.
공기는, 사용할 전기가 생성되는 정상 동작 조건들에서 사용되는 공기의 가장 낮은 속도의 20% 이하인 속도로 상기 캐소드를 통해 송풍되거나, 또는 상기 정상 동작 조건들 하에서 사용되는 팬(fan)보다 크기가 더 작은 팬에 의해 송풍될 수 있다.
[0007] 일부 경우들에서, 전술된 절차는 또한, (즉, 환경 오염에 의해) 매우 오래되거나 손상된 모듈을 시작시키는 것을 실패할 수 있고, 그러므로 정상 상태보다 더 투과가능한 멤브레인들을 갖는다.
연료 전지 모듈을 시작시키는 데 필요한 (즉, 외부 배터리에서) 저장된 전력의 양을 최소화하는 것이 적어도 일부 상황들에서 요망가능하다. 적어도, 큰 기류가 수소를 희석하기 위해 이용가능하기 전에, 수소를 통기하는 것을 회피하는 것이 적어도 일부 상황들에서 또한 요망가능하다. 오래되거나 손상된 연료 전지 모듈들을 다시 시작시킬 수 있는 것이 적어도 일부 상황들에서 또한 요망가능하다.
[0009] 이 명세서는 연료 전지 모듈을 시작시키기 위한 공정을 설명한다. 선택적으로, 공정은, 모듈의 애노드 측을 통해 수소를 퍼징하거나 수소를 재순환하지 않고 실시될 수 있다. 공정은 또한, 새로운 멤브레인들보다 더 투과가능한 오래되거나 열화된(degraded) 멤브레인들을 갖는 모듈을 시작시키는 데 사용될 수 있다. 본 공정에서, 수소는 모듈의 애노드 측을 통해 분배된다. 모듈의 애노드 측 상의 압력은, 모듈의 셀들이 적어도 최소 전압에 도달하도록 조절된다. 그 후, 모듈은 동작 상태로 변환된다.
[0010] 일부 예들에서, 공정은 작은 양의, 예를 들어 1000W 미만, 또는 100W 미만의 외부 전력을 사용하여 모듈의 캐소드 측을 통해 공기를 송풍시키는 단계를 포함한다. 수소는 바람직하게는 캐소드 측 상의 공기의 압력보다 더 큰 압력 하에서 그리고 바람직하게는 수소를 실질적으로 모든 셀들로 분배하기에 효율적인 양 및 압력으로 모듈의 애노드 측으로 방출된다. 수소의 분배는 압력 차이에 의해 구동되는 애노드 측으로부터 캐소드 측으로의 가스들의 투과에 의해 보조된다. 그 후, 멤브레인에 걸친 압력 차이는, 캐소드 측으로의 가스들의 투과가 시간에 걸쳐 애노드 측 상의 압력을 본래 감소시키도록, 선택적으로 가압된 수소의 유한한 양만을 방출하는 한편, 그렇지 않으면 애노드 측이 이전 단계에서 밀폐됨으로써 감소된다. 모듈에서의 셀 전압들은 모듈을 시작하기에 즉, 외부 전력 대신에 연료 전지 스택으로부터 BOP에 전력을 공급하기에 충분한 충전된 상태의 출현을 위해 감시된다. 충전된 상태가 관찰될 때, 모듈은 동작 상태로 변환된다. 동작 상태에서, 수소의 일반적으로 연속적인 공급이 애노드 측으로 제공되며, 그리고 스택은 캐소드 측을 통해 더 높은 기류에 전력을 공급하는 데 사용된다.
[0011] 도 1은 연료 전지 모듈의 부분들의 개략적인 도면이다.
[0012] PEM 연료 전지 모듈의 애노드 측 및 캐소드 측이 멤브레인들에 의해 분리되지만, PEM 연료 전지에서 멤브레인을 통한 가스의 일부 유동이 항상 존재한다. 멤브레인은 통상적으로 20마이크론 미만의 두께를 가지고, 멤브레인들에 걸친 압력 또는 농도 차이(differential)의 영향 하에서 질소, 수소 또는 공기를 투과할 것이다. 정상 작동시에, 모듈의 캐소드 측 상의 수소의 존재는 통상적으로 애노드 측 상에 공기를 가지는 것이 바람직하게 고려된다. 멤브레인에 걸친 수소 투과는 캐소드 측 상의 연소를 유발시킬 수 있지만, 결과적인 물은 제거될 수 있거나, 모듈이 동작하면서, 비연소된 수소가 캐소드 측을 통해 공기를 송풍시킴으로써 희석된다. 스택의 애노드 측의 공기 투과는 애노드 상의 질소 축적으로 이어질 수 있으며, 이는 연료 전지 성능에 영향을 주었던 농도 빌드업(buildup)을 방지하기 위해 부가적인 퍼징(purging)을 요구한다. 이에 따라, 일부 모듈들은, 작은 압력으로, 즉, 캐소드 측의 압력보다 5psi 미만 또는 1psi 미만으로 수소를 제공하도록 편향된 전방 압력 조정기(pressure regulator)를 통해 수소를 공급한다. 모듈이 노화되거나 환경 오염에 노출됨에 따라, 멤브레인들의 투과성이 증가한다.
[0013] 연료 전지 스택(특히 MEA)에서의 셀들은 본래 커패시터들과 같이 어느 정도까지 작동한다. 스택, 또는 스택에서의 셀 또는 셀들의 그룹의 정전용량 전하(capacitive charge)(또는 간단히 전하)는 동등한 회로 모듈에 따라 결정될 수 있거나, 셀, 셀들의 그룹 또는 스택의 전압을 측정함으로써 근사치가 계산될 수 있다. 모듈이 꺼져 있을 때, 셀들은 안전성의 우려가 적은 것을 나타내도록 통상적으로 방전된다(즉, 셀 스택 상에서 작업하는 사람이 쇼크를 받을 수 있음). 모듈이 재시작될 때, 스택에서의 모든 셀들은, 스택이 재료 전력(또는 전류)를 전달하도록 허용될 수 있기 전에, 최소 전하(또는 전압)를 발생시켜야 한다. 그렇지 않으면, 약하게 충전된 셀에서의 전압이 음(negative)이 될 가능성이 존재한다. 극성의 이러한 전환은 셀에 손상을 줄 수 있다. 따라서, 스택에서의 모든 셀들이 적어도 최소 전하(즉, 전압), 예를 들어 정상 또는 최대 셀 전압의 25% 또는 50%, 또는 추가적인 예를 들어, 0.5V 내지 0.6V에서 정상적으로(또는 명목상으로) 작동하는 셀들을 위한 셀당 0.1V 또는 0.2V를 가질 때까지, 셀 전압은 감시되며 그리고 스택이 상당한 전력, 또는 선택적으로 임의의 전력을 제공하도록 허용되지 않는다. 셀 전압은, 스택, 셀들의 그룹, 또는 개별적인 셀들의 전압을 감시함으로써 감시될 수 있다. 그러나, 스택의 전압만이 측정된다면, 안전 계수(factor of safety)가 바람직하게는, 일부 셀들이 셀당 평균 전압보다 더 작은 전압을 가지는 위험을 설명하기 위해 적용된다(즉, 셀당 더 큰 최소 전압이 요구됨). 셀들의 그룹, 즉 10개의 셀들 또는 5개 이하의 셀들 또는 그 미만의 셀들의 전압이 감시된다면, 안전 계수는 감소될 수 있다. 바람직하게는, 셀들의 그룹들 또는 개별적인 셀들의 전압이 감시된다.
[0014] 매우 투과성이 있는 멤브레인들의 경우, 캐소드를 통해 낮은 속도로 공기를 송풍시키면서, 일반적인 압력 차이로 심지어 연속적으로 수소를 공급하는 것은 각각의 셀에서 요구되는 최소 전하를 결코 생성하지 않는다. 캐소드 측 상의 수소의 연소는 산소를 소모하여, 셀들을 충전하도록 요구되는 전기화학적 반응을 위한 불충분한 산소를 남긴다. 더 많은 공기를 제공함으로써 모듈을 시작시키는 것이 가능할 수 있지만, 외부 전력을 사용하여 큰 공기 팬(예를 들어, 정상 작동 송풍기)에 전력을 공급하는 것은 적어도 일부 환경들에서 바람직하지 않는다. 아래에 설명되는 본 방법은, 상당한 외부 전력 없이(즉, 전력 제어 전자기기들에 통상적으로 제공되는 작은 배터리와 다른) 매우 투과가능한 멤브레인들을 갖는 모듈들을 시작하는 데 사용될 수 있다. 본 방법은 또한, 일반적으로 투과가능한 멤브레인들을 갖는 모듈을 시작시키는 데 사용될 수 있다. 이러한 경우들에서, 종래의 시동 절차들은 상당한 외부 전력을 사용하는 펌프로 수소를 배기하는 단계 또는 수소를 재순환시키는 단계를 수반하는 반면, 전술된 본 방법은 이 두 단계들을 요구하지 않는다. 일부 수소는 캐소드 측으로 방출되지만, 방출 속도는, 단지 작은 양의 수소가 연료 전지 모듈의 외측에 있는 대기로 방출되거나 방출되지 않도록, 수소가 모듈의 캐소드 측에서 제어된 방식으로 연소되게 해야할 수 있다.
[0015] 도 1은 연료 전지 전력 모듈(10)을 도시한다. 모듈(10)은, 애노드 측(12) 및 캐소드 측(14)에 의해 도 1에서 개략적으로 나타낸, 많은 셀들을 통상적으로 포함하는 연료 전지 스택을 갖는다. 수소 탱크(16)는 수소를 애노드 측(12)에 유입 밸브(18), 밀폐형 저장소(20) 및 전방 압력 조정기(22)를 통해 제공한다. 애노드 측(12)으로부터의 유출구는 퍼지 밸브(24)에 의해 밀폐될 수 있다. 캐소드 측(14)은 외부 배터리 또는 전력 소스에 의해 전력이 공급되는 소형 송풍기(26) 또는 스택 또는 다른 외부 전력 소스에 의해 전력이 공급되는 대형 송풍기(28)로부터 공기를 수용한다. 전방 압력 조정기(22)는 캐소드 측으로의 유입구에 연결되는 자신의 돔을 갖는 돔 로딩된 압력 조정기일 수 있다.
[0016] 저항기(30)는, 질소 블랭키팅 셧다운(nitrogen blanketing shut down) 절차 동안 사용을 위해 애노드 측(12)과 캐소드 측(14) 사이에 부착된다. 유입 밸브(18) 및 퍼지 밸브(24)를 밀폐한 후에, 셧다운 절차를 위한 소정의 양의 수소를 제공하기 위해, 셧다운 저장소(20)가 사용된다. 전방 압력 조정기(22)는, 충분한 수소가 이용가능하는 한, 캐소드 측(14)에서의 압력보다 증분으로(at an increment), 예를 들어, 0.1psi 내지 5psi 또는 0.5psi 내지 1psi의 범위로 애노드 측(12)에서 수소의 압력을 유지한다. 따라서, 셧다운 방법 동안, 셧다운 저장소(20)는 100psi의 소정의 양의 수소를 포함할 수 있고(또는 어떠한 압력이든, 선택적으로 조정되고, (탱크(16)로부터 운반됨), 전방 압력 조정기(22)를 통해 시간에 걸쳐 수소를 방출할 수 있다. 셧다운 절차 후에, 애노드 측(12) 및 캐소드 측(14)은 질소로 적어도 부분적으로 블랭키팅되며, 그리고 스택의 전기화학적 그리고 정전용량 전하는 저항기(30)를 통해 발산되었다.
[0017] 모듈을 재시작시키기 위해, 소형 송풍기(26)가, 예를 들어, 모듈(10)을 위한 제어기 및 밸브들(통상적으로 솔레노이드 밸브들)에 전력을 공급하는 데 사용되는 외부 배터리에 의해 작동된다. 소형 송풍기(26)에 전력을 공급하는 외부 배터리는 스택과 상이한 공칭 전압을 가질 수 있으며, 예를 들어, 배터리는 3 내지 24볼트의 범위의 공칭 전압을 가질 수 있는 반면, 스택은 48볼트 이상의 공칭 전압을 갖는다. 퍼지 밸브(24)는 밀폐되며, 그리고 존재한다면, 수소 재순환 루프에는 전력 공급되지 않는다. 유입 밸브(18)는 셧다운 저장소(20) 내로의 수소의 유한한 양을 허가하도록 일시적으로 개방되고, 그 후 밀폐된다. 수소는, 선택적으로 전방 압력 조정기(22)를 통해 셧다운 저장소(20)로부터 애노드 측(12)으로 방출되며, 이 전방 압력 조정기는, 충분한 수소가 셧다운 저장소(20)에서 이용가능하는 한, 멤브레인들에 걸친 압력 차이를 유지한다. 수소는 애노드 측(12)을 통해 확산되며, 그리고 가스들(즉, 수소 및 질소)는 캐소드 측(14)으로 투과한다. 결국, 캐소드 측(14)에 대한 투과는, 셧다운 저장소가 감압됨에 따라, 멤브레인들에 걸친 압력 차이가 감소하는 것을 유발시킨다. 그 결과, 멤브레인들에 걸친 수소 투과의 속도는 또한 줄어들지만, 압력 차이 후에, 수소가 애노드 측을 통해 분산하는 것을 유용하게 유발시켰다. 셀 전압들은 절차 동안 감시된다. 모든 셀들(이 셀들은 셀들의 그룹들 및 스택을 감시함으로써 선택적으로 결정될 수 있음)은 충분한 전하 또는 전압(이 전하 또는 전압은 멤브레인들에 걸친 압력 차이에서의 감소와 일반적으로 일치하는 것으로 관찰됨)을 도시하며, 모듈(10)은 동작 상태로 변환된다. 동작 상태로의 변환은 스택 또는 다른 외부 전력 소스로부터 전력을 공급 받는 대형 송풍기(28) 및 다시 개방하는 솔레노이드 밸브(18)를 포함한다.
[0018] 전술된 방법의 결과로써, 수소는 제1 압력 하에서 처음에 모듈의 애노드 측 상에 제공된다. 제1 압력은 전방 압력 조정기에 의해 결정된 양만큼 캐소드 측 상의 공기의 압력 보다 더 클 수 있다. 그 후에, 수소의 일부가 소모되거나, 수소가 그렇지 않으면 모듈의 애노드 측을 통해 분산한 후에, 수소는 가변 압력일 수 있는 제2 압력 하에서 모듈의 애노드 측 상에 제공된다. 제2 압력은 제1 압력보다 더 낮다. 바람직하게는, 항상, 제2 압력은 모듈의 캐소드 측 상의 압력보다 여전히 더 크거나, 모듈의 캐소드 측 상의 압력과 적어도 동일하다. 선택적으로, 제2 압력은 모듈의 캐소드 측 상의 압력보다 잠시(즉, 1초 미만 동안) 더 작을 수 있다. 그러나, 모듈의 애노드 측 상의 부압은 바람직하게는, 시간 및 기간 동안, 재료량(material amount)의 공기를 애노드 측으로 끌어당기기에 충분하지 않다.
[0019] 대안적인 방법에서, 유입 밸브(18)는 밀폐되지 않지만, 전방 압력 조정기(22)는 제2 압력을 제공하기 위해 멤브레인들에 걸친 압력 차이를 감소시키도록 조절된다. 예를 들어, 전방 압력 조정기(22)는, 셀들이 모듈을 동작 상태로 변환하기 위해 충분한 전하 또는 전압을 도시할 때까지 셀 전압을 감시하면서, 연속적으로 조절될 수 있다. 다른 예에서, 제2 압력은 예를 들어 본원에 설명된 가변 애노드 측 압력 방법들 중 임의 방법을 사용하여 셀 전압에서의 증가와 일치하는 압력 차이를 관찰함으로써 미리 정해지며, 그리고 전방 압력 조정기(22)는 미리 정해진 제2 압력을 제공하도록 조절된다. 예를 들어, 제2 압력은 0.5psi 이하 또는 0.25psi 이하일 수 있다. 일부 경우들에서, 미리 정해진 제2 압력은 또한, 구별되는 제1 압력이 요구되지 않도록 모듈(10)의 애노드 측을 통해 수소를 또한 분산하도록 효과적일 수 있다. 그러나, 이는 모듈(10)을 시작시키기에 충분할 수 있지만, 보다 높은 제1 압력을 갖는 방법에 비해, 모듈(10)을 시작시키도록 요구되는 시간을 증가시킬 가능성이 있다.
[0020] 동작 상태로의 변환은 바람직하게는, 셀들에서의 전압 또는 전하가 저항기(30)를 통해 발산되기 전에, 신속하게 이루어진다. 대안적으로, 저항기(30)는, 충분한 셀 전압을 관찰할 때, 또는 압력 차이에서의 감소를 관찰할 때, 모듈(10)을 동작 상태로 신속하게 변환할 필요를 회피하거나 감소시키기 위해 시동 절차 동안 연결해제될 수 있다. 스택에서의 MEA들이 본래 정전용량적이고(capacitive), 전기 전하를 유지하고 방출할 수 있지만, MEA들은 수초를 초과하는 동안 저항기(30)를 통해 방전하기에 충분한 저장 정전용량을 가지지 않고, 그 후 지속된 작동을 위해 충분한 전기화학적 반응을 발생시키기 위해 충분한 시간 동안 대형 송풍기(28)를 작동시킨다.
[0021] 발명자들은, 적어도 투과가능한 모듈(10)(즉, 모듈(10), 여기서 연료 전지 스택에서의 멤브레인들이 노화, 용도 또는 환경 오염으로부터 가스 크로스오버 누출을 발생시킴)이 소형 송풍기(26)를 사용하여 다시 시작될 때, 수소가 애노드 측(12)으로 운반되며 그리고 압력 차이가 전방 압력 조정기(22)에 의해 멤브레인들에 걸쳐 유지하면서, 셀들이 전하를 발생시키지 않는 것을 관찰하였다. 예시된 예에서, 소형 송풍기(26)는, 모듈(10)이 대형 송풍기(28)의 작동을 감시하기 위해 동작하고 있지만, 시동 방법에서의 사용을 위해 전력을 공급받을 때 일반적으로 사용되는 공기유량계(air flow meter)이다. 이러한 소형 송풍기(26)는 50와트 미만, 통상적으로 20와트 미만을 사용하고, 주로 솔레노이드 밸브들 및 제어기를 작동시키기 위해 (전압 및 와트시(in watt-hours) 둘 모두로) 크기가 정해진 소형 배터리로부터 작동된다. 이론에 의해 제한되는 것으로 의도하지 않고, 수소 압력 및 투과는 수소를 애노드 측(12)을 통해 유용하게 분배시키면서, 멤브레인들에 걸쳐 투과하는 수소는 연소시에 충분한 이용가능한 산소를 캐소드 측(14) 상에서 소모해서, 그러므로 셀들을 충전하기 위해 전기화학적 반응을 생성하도록 불충분한 산소를 남기는 것이 가능하다. 그러나, 셧다운 저장소(20)가 비어 있고, 유입 밸브(18)가 밀폐될 때, 애노드 측(12)에서의 수소 압력은 전방 압력 조정기(22)의 동작에도 불구하고 감소한다. 수소 투과는, 소형 송풍기(26)가 신선한 공기를 캐소드 측(14)으로 계속 공급하면서 감소한다. 결국, 전기화학적 반응을 위해 적합한 조건들이 나타나며 그리고 셀들은 전하를 발생시킨다.
[0022] 본 공정이 오래되거나 손상된 모듈들을 시작시키에 유용한 것으로 전술되었지만, 본 공정은 또한, 아마도 공급되는 수소의 처음의 양 및 압력에 대한 조절들과 함께, 새로운 모듈들에 적용될 수 있다. 새로운 모듈의 경우에, 본 방법은 수소를 통기하거나 재순환하는 것을 회피한다. 통기은 일부 상황들에서 전혀 가능하게 되지 않을 수 있거나, 큰 기류의 존재시에 캐소드 측 유출구에 대해서만 가능하게 될 수 있다. 펌프에 의해 또는 희석하는 기류를 제공함으로써 수소를 재순환시키는 것은 둘 모두 큰 양들의 전력을 요구하며, 이는, 모듈(10)이 외부 전력 공급부에 의해 시작되거나 상당히 더 큰 배터리를 운반하는 것을 요구할 것이다.
[0023] 위의 예에서, 캐소드 측(14)은 본질적으로 대기압에 있다. 그러나, 수소가 매우 더 높은 압력으로 애노드 측으로 일시적으로 제공되었다면, 본 방법이 가압된 캐소드 측(14)과 함께 여전히 작동할 것으로 예상된다. 셧다운 저장소(20)가 요구되지 않는 것이 일부 예들에서 가능하다. 셧다운 저장소(20)의 기능은 유입 밸브(18)와 애노드 측(12) 사이의 파이프에 의해, 또는 스택의 애노드 측(12) 내의 매니폴드에 의해 또는 둘 모두에 의해 제공될 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 유입 밸브(18)는 가압된 수소의 효과적인 양을 애노드 측으로 전체적으로 제공하는 수소의 펄스들(pulses)을 허용하기 위해 여러번 잠시 개방될 수 있다. 다른 선택에서, 수소가 애노드 측(12)으로 공급된 후에 애노드 측 압력을 감소시키는 것 대신에, 캐소드 측(14)의 압력은 압력 차이에서의 유사한 감소를 제공하도록 증가될 수 있다. 요망되는 전체적인 효과는, 수소가 시간 기간 동안 멤브레인을 통해 투과하는 것을 허용하는 것 그리고, 바람직하게는 투과된 수소를 우선적으로 연소하기 위해 그리고 그 후, 셀들을 충전하도록 전기화학적 반응을 제공하기 위해 적어도 작은 기류를 제공하면서, 수소(및 가능하게는 질소) 투과를 감소하거나 정지시키는 것이다.
[0024] 전술된 방법에서, 수소는 캐소드 압력에 관한 그리고 바람직하게는 또한 사전-존재하는 애노드 압력에 관한 압력 하에 수소 양자(quantum)(즉, 질량 또는 몰량)를 수소의 유동 경로를 통해 다르게 밀폐형 애노드로 부가함으로써 애노드 측(12)을 통해 분산된다. 멤브레인들을 통한 일부 수소 투과를 허용하는 것이 애노드 측(12)을 통해 수소를 분배하는 것을 돕는 것으로 간주된다. 부가된 수소 양자는 바람직하게는 셀들을 충전하기에 충분한 수소 농도를 생성하기 위해 충분하다. 3%의 수소는 충분할 수 있다. 전술된 바와 같은 방법이 퍼지 밸브(24)를 개방하는 단계를 수반하지 않지만, 유입 밸브(18)가 단지 작은 양의 수소를 애노드 측(12)으로 운반한 후에 밀폐되면서, 퍼지 밸브(24)를 개방하는 것이 수소가 분산된 후에 애노드 측(12)을 감압되는 데 사용될 수 있다. 퍼지 밸브(24)를 통해 방출될 수소의 양은 유입 밸브(18)가 개방되는 경우 종래의 시동 퍼지 하에서보다 매우 더 작을 것이고, 새로운 또는 그렇지 않으면 최소량으로 투과가능한 멤브레인들을 가지는 모듈(10)로 사용될 때, 시동 절차를 위해 요구되는 시간을 유용하게 감소시킬 수 있다.
[0025] 비록 모듈(10)을 시작시키려고 시도할 때, 또는 그렇지 않으면 정해진(fixed) 수소 양자만을 수소의 유동 경로를 통해 애노드 측(12)에 제공하려고 시도할 때 직관적이지는 않지만, 유입 밸브(18)를 일시적으로 밀폐하는 것은, 캐소드 측(14)에 대한 수소 투과가 발생할 전기화학적 반응을 허용하고 그리고 셀들을 충전하기 위해 결국 중지되거나 충분히 작아지는 것을 허용한다. 전기화학적 반응이 발생하고 셀을 충전할 때, 셀 전압은 상승할 것이다. 그러나, 특히, 부착된 셧다운 저항기(30)가 존재한다면, 전하가 곧 사라질 것이다. 따라서, 이는, 셀 전하들을 감시하고 그리고 모듈(10)을 자동으로 동작시키는(즉, 적어도 충전된 셀(또는 셀들의 그룹)이 미리 정해진 최소 충전된 상태에 도달하자마자, 유입 밸브(18)를 다시 개방시키고 대형 송풍기(28)의 전원을 켜는(turn on)) 자동화된 제어기를 제공하도록 유용할 수 있다.
[0026] 시동 방법이 최소로 투과가능한 멤브레인들을 가지는 모듈(10)과 함께 사용될 때, 통상적인 셧다운 저장소(20)에 포함되는 양의 수소를 투과하는 단계는 수분 또는 그 이상이 걸릴 수 있다. 이러한 경우에, 유입 밸브(18)는, 셧다운 저장소(20)가 완전히 가압되지 않고 수소 탱크(16)로부터 충전되도록 매우 잠시만 개방될 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 전방 압력 조정기(22)에 의해 제공되는 압력 차이는 시동 절차 동안 증가될 수 있다. 다른 대안에서, 우회 라인(bypass line)은 셧다운 저장소(20) 주위에 제공될 수 있어, 유입 밸브(18)를 일시적으로 개방하는 단계는 전방 압력 조정기(22)가 허용할 것 같이 많은, 유입 밸브(18)의 하류에 부가될 수소를 단지 제공한다. 이러한 경우에, 우회 라인은 더 작은 셧다운 저장소(20)로서 어느 정도로 작용할 것이고, 이에 따라 크기가 정해질 수 있다(또는 소형 저장소가 제공된다). 대안적으로, 선택적인 퍼지 밸브(31)는 연료 전지의 애노드 측 상에 수소 압력을 더 신속하게 감소시키고 그리고/또는 연료 전지의 애노드 측으로부터 캐소드 측으로 가스를 도입함으로써 연료 전지 스택 전체에 걸쳐 적합한 수소 분배를 보장하는 데 사용될 수 있으며, 이에 의해 연료 전지 스택 내에 내부에서의 연소(이 연소는 촉매 반응으로(catalytically) 용이하게 될 수 있음)에 의해 소모된다.
[0027] 대안적인 방법들에서, (제1 압력을 적용하는 단계와 다른) 상이한 방법은 수소를 분산시키기 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 작은 양의 수소는 모듈을 통해 통기될 수 있거나, 수소 재순환 루프는 배터리에 의해 잠시 전력이 공급될 수 있다. 수소를 분산시킨 후에, 수소는 제2 압력, 즉, 일반적인 작동 압력보다 더 낮은 압력으로, 선택적으로 0.5psi 이하 또는 0.25psi 이하의 압력 차이로, 선택적으로 가변 압력으로 적용된다. 그 후, 모듈은 동작 상태로 변환된다. 그러나, 이러한 방법들이 구멍이 있는(leaky) 모듈을 유용하게 시작시킬 수 있지만, 이 방법들은 수소를 분산시키기 위해 제1 압력을 가하는 단계와 같이 효과적이지 않다.

Claims (20)

  1. 연료 전지 모듈(fuel cell module)을 시작시키는 방법으로서,
    스택(stack)과 다른 전력을 사용하여 상기 모듈의 캐소드(cathode) 측을 통해 공기를 송풍시키는 단계;
    상기 캐소드 측 상의 공기의 압력보다 더 큰 제1 압력 하에서 그리고 그 후에 상기 제1 압력보다 더 낮은 제2 압력으로 상기 모듈의 애노드(anode) 측 상에 수소를 제공하는 단계;
    상기 모듈 내의 셀들이 동작 상태(running state)에 필요한 충분히 충전된 상태로 충전될 때까지 상기 모듈 내의 셀들의 전압들을 감시하는 단계; 및
    상기 모듈을 상기 동작 상태로 변환하는 단계를 포함하는,
    연료 전지 모듈을 시작시키는 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    공기는, 사용할 전기가 생성되는 정상 동작 조건들에서 사용되는 공기의 가장 낮은 속도의 20% 이하인 속도로 상기 캐소드를 통해 송풍되거나, 또는 상기 정상 동작 조건들 하에서 사용되는 팬(fan)보다 크기가 더 작은 팬에 의해 송풍되는,
    연료 전지 모듈을 시작시키는 방법.
  3. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    저장소(reservoir) 내에 보유된 한정된 양의 수소는 상기 모듈의 애노드 측과 연통하여 방출되는,
    연료 전지 모듈을 시작시키는 방법.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 수소는 전방 압력 조정기를 통해 방출되는,
    연료 전지 모듈을 시작시키는 방법.
  5. 제3 항에 있어서,
    상기 모듈의 애노드 측이 밀폐되는,
    연료 전지 모듈을 시작시키는 방법.
  6. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 충분히 충전된 상태는, 상기 모듈이 동작될 때 적어도 충전된 셀이 음전압(negative voltage)을 가지지 않도록 충분히 충전되는 것에 의해 표시되는,
    연료 전지 모듈을 시작시키는 방법.
  7. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 충분히 충전된 상태는, 적어도 충전된 상기 셀이 임계치 전하를 초과하는 것에 의해 표시되는,
    연료 전지 모듈을 시작시키는 방법.
  8. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 동작 상태는, 상기 모듈의 연료 전지들이 적어도 BOP(balance of plant)에 전력을 공급하는 것을 특징으로 하는,
    연료 전지 모듈을 시작시키는 방법.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 동작 상태는, 상기 모듈에 수소의 연속적인 공급이 제공되는 것을 특징으로 하는,
    연료 전지 모듈을 시작시키는 방법.
  10. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 제2 압력은 가변 압력인,
    연료 전지 모듈을 시작시키는 방법.
  11. 연료 전지 모듈을 시작시키는 방법으로서,
    배터리로부터 전력을 사용하여 상기 모듈의 캐소드 측을 통해 공기를 송풍시키는 단계;
    수소 양자(quantum of hydrogen)를 수소의 유동 경로(flow path)를 통해 상기 모듈의 애노드 측에 제공하는 한편, 수소가 제공되지 않는 동안 상기 모듈의 애노드 측이 밀폐되는 단계로서, 상기 모듈의 애노드 측 상으로의 상기 수소 양자는, 상기 캐소드 측 상의 공기의 압력보다 더 큰 제1 압력 하에 있고, 그리고 그 후에 상기 제1 압력보다 더 낮은 제2 압력에 있는, 단계;
    각각의 셀 또는 셀들의 감시된 그룹에서 최소 전압의 출현을 위해 상기 모듈 내의 셀들의 전압을 감시하는 단계; 및,
    상기 모듈을 동작 상태로 변환하는 단계를 포함하는,
    연료 전지 모듈을 시작시키는 방법.
  12. 제11 항에 있어서,
    공기는, 사용할 전기가 생성되는 정상 동작 조건들에서 사용되는 공기의 가장 낮은 속도의 20% 이하인 속도로, 상기 캐소드를 통해 송풍되거나, 또는 상기 정상 동작 조건들 하에서 사용되는 팬보다 크기가 더 작은 팬에 의해 송풍되는,
    연료 전지 모듈을 시작시키는 방법.
  13. 제11 항 또는 제12 항에 있어서,
    상기 수소 양자를 제공하는 단계는, 수소 유입 밸브를 개방하고 그리고 그 후 밀폐하는 단계를 포함하는,
    연료 전지 모듈을 시작시키는 방법.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 수소는 전방 압력 조정기를 통해 제공되는,
    연료 전지 모듈을 시작시키는 방법.
  15. 제13 항에 있어서,
    상기 모듈의 애노드 측이 밀폐되는,
    연료 전지 모듈을 시작시키는 방법.
  16. 제11 항 또는 제12 항에 있어서,
    감시되는 상기 셀들이 상기 최소 전압 이상의 전압을 갖는 충분히 충전된 상태는, 상기 모듈이 동작될 때, 적어도 충전된 셀 또는 셀들의 감시된 그룹이 음전압을 가지지 않도록 충분히 충전되는 것에 의해 표시되는,
    연료 전지 모듈을 시작시키는 방법.
  17. 제11 항 또는 제12 항에 있어서,
    감시되는 상기 셀들이 상기 최소 전압 이상의 전압을 갖는 충분히 충전된 상태는, 적어도 충전된 상기 셀 또는 셀들의 감시된 그룹이 임계치 전하를 초과하는 것에 의해 표시되는,
    연료 전지 모듈을 시작시키는 방법.
  18. 제11 항 또는 제12 항에 있어서,
    상기 동작 상태는, 상기 모듈의 연료 전지들이 적어도 BOP(balance of plant)에 전력을 공급하는 것을 특징으로 하는,
    연료 전지 모듈을 시작시키는 방법.
  19. 제18 항에 있어서,
    상기 동작 상태는, 상기 모듈에 수소의 연속적인 공급이 제공되는 것을 특징으로 하는,
    연료 전지 모듈을 시작시키는 방법.
  20. 연료 전지 모듈(fuel cell module)을 시작시키는 방법으로서,
    수소를 상기 모듈의 애노드 측을 통해 분산시키는 단계;
    상기 모듈의 셀들의 전압의 증가를 허용하기에 효과적인 상기 모듈의 애노드 측 상에 제1 압력을 제공하면서, 배터리로부터 전력을 사용하여 상기 모듈의 캐소드 측을 통해 공기를 송풍시키는 단계로서, 상기 모듈의 애노드 측을 통한(through) 상기 수소는 상기 캐소드 측을 통한 공기의 압력보다 더 큰 상기 제1 압력 하에 있고, 그리고 그 후에 상기 모듈의 애노드 측을 통한 상기 수소는 상기 제1 압력보다 더 낮은 제2 압력에 있는, 공기를 송풍시키는 단계; 및
    상기 모듈의 셀들이 적어도 동작 상태에 필요한 최소 전압에 도달한 후에, 상기 모듈을 상기 동작 상태로 변환시키는 단계를 포함하는,
    연료 전지 모듈을 시작시키는 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100266915A1 (en) * 2007-12-14 2010-10-21 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel cell system

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH089307Y2 (ja) 1990-11-01 1996-03-21 積水ハウス株式会社 窓部の上部及び下部における内壁パネルの取付け構造
US6616424B2 (en) 2000-08-25 2003-09-09 General Motors Corporation Drive system and method for the operation of a fuel cell system
CN100349317C (zh) 2003-04-08 2007-11-14 亚太燃料电池科技股份有限公司 燃料电池组的控制装置及方法
EP1665433B1 (en) 2003-06-25 2010-11-24 Hydrogenics Corporation Passive electrode blanketing in a fuel cell
US7344788B2 (en) 2004-02-19 2008-03-18 General Motors Corporation Starting a fuel cell system using ambient air and a low voltage blower
US7468215B2 (en) 2004-07-02 2008-12-23 American Power Conversion Corporation Self-starting fuel cell assembly
US7473480B2 (en) * 2004-10-19 2009-01-06 General Motors Corporation Low voltage compressor operation for a fuel cell power system
JP4923551B2 (ja) 2005-12-09 2012-04-25 日産自動車株式会社 燃料電池システム
EP1987556A1 (en) 2006-02-08 2008-11-05 Hydrogenics Corporation Passive electrode blanketing in a fuel cell
JP5176590B2 (ja) * 2008-02-25 2013-04-03 日産自動車株式会社 燃料電池システムおよび燃料電池システムの制御方法
JP5559002B2 (ja) 2010-10-18 2014-07-23 本田技研工業株式会社 燃料電池システム及びその起動方法
EP2834868B1 (en) * 2012-04-02 2023-12-27 Hydrogenics Corporation Fuel cell start up method
DE102013212969A1 (de) * 2013-07-03 2015-01-08 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Starten einer Brennstoffzelle
JP6071950B2 (ja) * 2013-07-22 2017-02-01 本田技研工業株式会社 燃料電池の加湿制御方法及び燃料電池システム
KR101592377B1 (ko) 2013-10-18 2016-02-05 현대자동차주식회사 연료 전지 차량의 시동 장치 및 방법
EP3070773B1 (en) * 2013-11-14 2018-01-03 Nissan Motor Co., Ltd Fuel cell system
JP6299683B2 (ja) * 2015-06-25 2018-03-28 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システム

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100266915A1 (en) * 2007-12-14 2010-10-21 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel cell system

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