KR102632777B1 - 연료 전지 어셈블리 및 연관된 작동 방법 - Google Patents

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Abstract

집합적으로 부하에 전력을 제공하기 위하여 함께 연결된 복수의 연료 전지들을 포함하는 연료 전지 어셈블리를 작동시키는 방법에 있어서, 각각의 연료 전지는 애노드 및 캐소드를 포함하고, 방법은, 부하와 독립적으로 연료 전지 양단의 전압을 낮추기 위해 어셈블리의 연료 전지들 중 적어도 하나의 연료 전지의 애노드와 캐소드 사이에 전기적 연결을 선택적으로 제공하는 단계를 포함한다.

Description

연료 전지 어셈블리 및 연관된 작동 방법{FUEL CELL ASSEMBLY AND ASSOCIATED METHOD OF OPERATION}
이 발명은 연료 전지 어셈블리 및 연료 전지 어셈블리를 작동시키는 방법에 관련된다. 특히, 본 발명은 어셈블리에 인가되는 부하와 독립적으로 연료 전지들 양단의 전압을 제어함으로써, 어셈블리를 형성하는 개개의 연료 전지들을 컨디셔닝하도록 구성된 연료 전지 어셈블리에 관한 것이다.
종래의 전기화학적 연료 전지들은 연료 및 산화제를 전기 에너지 및 반응 생성물로 전환시킨다. 일반적 타입의 전기화학적 연료 전지는 애노드와 캐소드 사이의 중합체 이온(양자) 전달 막(membrane) 및 가스 확산 구조들을 포함하는, 막 전극 어셈블리(MEA, membrane electrode assembly)를 포함한다. 수소와 같은 연료 및 공기로부터의 산소와 같은 산화제는 반응 생성물로서 전기 에너지 및 물을 생성하기 위해 MEA의 각 측면들을 통과한다. 별개의 애노드 및 캐소드 유체 흐름 경로들로 배열된 복수의 그러한 연료 전지들을 포함하는 스택이 형성될 수 있다. 이러한 스택은 통상적으로 스택의 양 말단에서 단부 플레이트들에 의해 함께 고정된 다수의 개별적인 연료 전지 플레이트들을 포함하는 블록 형태이다.
제1 양상에 따르면, 집합적으로 부하에 전력을 제공하기 위하여 함께 연결된 복수의 연료 전지들을 포함하는 연료 전지 어셈블리를 제공하며, 어셈블리는 하나 이상의 컨디셔닝 스위치들을 포함하고, 각각의 컨디셔닝 스위치는 복수의 연료 전지들 중 하나 이상의 연료 전지들과 연관되고, 부하와 독립적으로 연료 전지 또는 연료 전지들의 그룹 양단의 전압을 제어하기 위해, 그것의 연관된 연료 전지의 애노드와 캐소드 사이에, 또는 연료 전지들의 그룹과 연관될 때, 그룹 내의 제1 연료 전지의 애노드와 최종 연료 전지의 캐소드 사이에 전기적 연결을 선택적으로 제공하도록 구성된다.
이것은 어셈블리가 연료 전지들 또는 그 컴포넌트 부품들, 예컨대 양자 교환 막 또는 촉매 층을 효율적 작동을 위해 또는 연료 전지 디그라데이션(degradation) 메커니즘들의 완화를 위해 또는 효율적 작동을 위해 컨디셔닝될 수 있기 때문에 유리하다. 컨디셔닝 스위치에 의해 제공되는 전기적 연결은, 이것이 부하에 전력을 공급하는 것에 비해 상대적으로 낮은 임피던스 전기 경로를 생성할 수 있기 때문에, 연관된 연료 전지 또는 직렬 연결된 연료 전지들의 그룹의 단락(shorting)을 제공할 수 있다. 따라서, 연료 전지들은 부하에 전력을 공급하기 위해 함께 전기적으로 연결될 수 있으며, 컨디셔닝 스위치의 가동은 전지의 애노드 및/또는 캐소드로부터 부가적인 또는 대안적인 전기적 연결을 제공할 수 있다. 특히, 전기적 연결은 연관된 연료 전지 또는 연료 전지들의 그룹 양단의 전위를 낮출 수 있다. 하기에 설명될 바와 같이, 연료 전지 어셈블리의 작동 동안(즉, 연료 전지 어셈블리에 반응물들이 공급되는 기간 동안) 그리고 특히 스타트업(start-up) 또는 셧다운(shut-down) 시에(즉, 연료 전지 어셈블리에 반응물들이 공급될 수 있는 또는 공급되지 않을 수 있는 경우, 또는 반응물들의 공급이 시작되거나 중단되는 동안) 개별적인 연료 전지들 양단의 전압을 제어하는 것은 다수의 유리한 효과들을 갖는 것으로 밝혀졌다.
선택적으로, 복수의 연료 전지들의 모든 연료 전지들은 개별적으로 또는 직렬 연결된 그룹의 일부로서 컨디셔닝 스위치와 연관되어, 어셈블리 내의 각각의 모든 연료 전지 양단의 전압이 부하와 독립적으로 제어될 수 있다.
선택적으로, 복수의 연료 전지들의 각각의 연료 전지는 전기적 연결을 선택적으로 제공하기 위한 개별적 컨디셔닝 스위치를 포함한다. 따라서, 각각의 개별 연료 전지 양단의 전압은 제어될 수 있다. 어셈블리 내의 개별 연료 전지들 양단의 전압을 제어하는 것 또는 단락시키는 것이 유리할 수 있다. 컨디셔닝 스위치들은 개별적으로 또는 순차적으로 가동되도록 구성될 수 있다. 대안적으로, 둘 이상의 컨디셔닝 스위치들이 동시에 가동되도록 구성될 수 있다.
연료 전지 어셈블리는 연료 전지 스택을 포함할 수 있다.
선택적으로 컨디셔닝 스위치 또는 스위치들은 트랜지스터와 같은 반도체 디바이스를 포함한다. 대안적으로, 컨디셔닝 스위치 또는 스위치들은 인덕터 결합형 릴레이(inductor coupled relay)들을 포함한다.
선택적으로, 각각의 연료 전지는 연료 전지의 막 전극 어셈블리에 접하도록 구성된 연료 전지 플레이트를 포함하고, 연료 전지 플레이트는 컨디셔닝 스위치에 연결하기 위한 적어도 하나의 커넥터를 포함한다. 연료 전지 스택 내의 개별 연료 전지들을 분리할 수 있는 연료 전지 플레이트들은 컨디셔닝 스위치들에 대한 연결을 형성하기 위한 편리한 몸체를 제공한다. 선택적으로, 연료 전지 플레이트들은 컨디셔닝 스위치에 대한 연결부를 위한 플레이트로부터 돌출되는 탭을 포함할 수 있거나, 또는 컨디셔닝 스위치에 대한 연결부를 수용하기 위한 캐비티(cavity)를 포함할 수 있다. 컨디셔닝 스위치 또는 스위치들은 연료 전지 어셈블리의 몸체 내에 또는 연료 전지 어셈블리의 몸체 외부에 위치될 수 있다.
선택적으로, 연료 전지 플레이트는 복수의 커넥터들을 포함하며, 컨디셔닝 스위치들은 대응하여 복수의 커넥터들에 연결되고 함께 작동하여 연관 연료 전지에 전기적 연결을 선택적으로 제공하도록 구성된다. 각각의 컨디셔닝 스위치는 복수의 반도체 디바이스들에 의해 제공될 수 있다. 연료 전지 플레이트들 상의 복수의 커넥터들은 유리하게 복수의 반도체 디바이스들에 대한 연결점들을 제공할 수 있다. 이는 스위칭 엘리먼트들에 의해 형성된 전기적 연결에 의해 큰 전류가 통과되도록 요구되는 경우에 유리할 수 있다. 따라서, 복수의 반도체 디바이스들은 함께 작동되어 컨디셔닝 스위치의 기능을 제공하도록 구성될 수 있다.
선택적으로, 각각의 연료 전지 플레이트는 적어도 2개의 커넥터들을 포함하고, 적어도 2개의 커넥터들은 연료 전지 플레이트의 상이한 측면들 상에 형성된다. 적어도 2개의 커넥터들은 연료 전지 플레이트의 동일한 측면, 연료 전지 플레이트의 상이한 측면들 또는 대향 측면들 상에 제공될 수 있다. 큰 전류가 전기 연결에 의해 통과되도록 요구되면, 커넥터들을 연료 전지 플레이트의 상이한 부분들 상에 제공하는 것이 커넥터의 영역에서 피크 전류 밀도를 감소시키는데 유리하다. 다른 실시예들에서, 각각의 연료 전지 플레이트 상의 단일 커넥터가 컨디셔닝 스위치로의 연결을 위해 제공된다.
선택적으로, 복수의 연료 전지들은 스택 내의 복수의 연료 전지들 각각에 반응물을 전달하거나 복수의 연료 전지들로부터의 배기 흐름을 수용하기 위해 연료 전지 스택과 배열된 매니폴드를 포함하는 스택에 함께 배열되며, 연료 전지 스택과 매니폴드 사이에 연장되는 기판을 포함하고, 기판은 하나 이상의 컨디셔닝 스위치들을 포함한다. 선택적으로, 각각의 연료 전지는 연료 전지의 막 전극 어셈블리에 접하도록 구성된 연료 전지 플레이트를 포함하며, 기판은 각각의 연료 전지 플레이트와 맞물리도록 구성된다. 연료 전지들 각각에 대한 공통 기판이 제공될 수 있다. 기판은 복수의 연료 전지들에 대한 컨디셔닝 스위치들이 공통 기판 상에 장착될 수 있고, 운반될 컨디셔닝 스위치들이 이에 의해 스택 내의 연료 전지들에 연결되도록 위치설정될 수 있기 때문에 유리하다.
선택적으로, 전기적 연결은 이것이 미리 결정된 전압과 연관되는 연료 전지 양단의 전압을 제어하도록 구성된 연료 전지 전압 제어 엘리먼트를 포함한다. 연료 전지 전압 제어 엘리먼트는 제어가능한 임피던스를 포함할 수 있다. 연료 전지 전압 제어 엘리먼트는 독립적으로 이것의 연관된 연료 전지의 애노드에서의 전압 및 캐소드에서의 전압을 제어하도록 구성될 수 있다. 연료 전지 전압 제어 엘리먼트는 애노드 전압을 제어하기 위해 연료 농도/연료량/애노드 플러딩(flooding) 레벨을 제어하도록 구성될 수 있다. 연료 전지 전압 제어 엘리먼트는 캐소드 전압을 제어하기 위해 산화제 농도/산화제량/캐소드 플러딩 레벨을 제어하도록 구성될 수 있다.
선택적으로, 연료 전지 전압 제어 엘리먼트는 미리 결정된 전압이 연료 전지 어셈블리의 작동 동안 구성가능하도록 제어가능하다. 따라서, 각각의 연료 전지 또는 그것의 애노드/캐소드가 낮춰지는/상승되는 전압은 능동적으로 제어될 수 있다. 컨디셔닝 스위치는 연료 전지 전압 제어 엘리먼트에 연결을 제공할 수 있다. 대안적으로, 컨디셔닝 스위치는 연료 전지 전압 제어 엘리먼트의 일부를 형성할 수 있다. 어느 경우에든, 연관된 연료 전지(들)의 애노드와 캐소드 사이의 전기적 연결이 형성된다.
선택적으로, 복수의 컨디셔닝 스위치들이 제공되고, 컨디셔닝 스위치 제어기는 상기 컨디셔닝 스위치를 제어하도록 구성된다. 따라서, 어셈블리의 연료 전지들은 각각 연관된 컨디셔닝 스위치 및/또는 연료 전지 전압 제어 엘리먼트를 가질 수 있다. 제어기는 바람직하게 컨디셔닝 스위치들을 작동시키고 그리고/또는 예컨대 순차적으로 또는 함께 요구되는 바와 같이 연료 전지 전압 제어 엘리먼트들을 제어할 수 있다.
선택적으로, 제어기는 연료 전지 어셈블리의 스타트업 또는 셧다운 시에 전기적 연결을 선택적으로 제공하기 위해 컨디셔닝 스위치들을 가동시키도록 구성된다. 스타트업 시, 컨디셔닝 스위치들의 가동은 어셈블리를 통해 이동하는 반응물 압력 프론트(reactant pressure front)에 의해 야기되는 디그라데이션에 대해 어셈블리의 연료 전지들을 보호할 수 있다. 셧다운 시, 스위치들의 가동은 잔여 반응물들의 소비를 도울 수 있다. 따라서, 반응물들의 공급 개시 이후의 기간과 같은 스타트업 기간 외에도, 컨디셔닝 스위치들의 선택적인 가동은 주파수가 감소되거나 정지될 수 있다.
선택적으로, 제어기는 복수의 연료 전지들에 걸쳐 순차적으로 전기적 연결을 선택적으로 제공하게끔 컨디셔닝 스위치들을 가동시키도록 구성된다. 선택적으로, 한 번에 어셈블리 내의 연료 전지들의 10 % 또는 5 % 미만, 또는 단 하나의 연료 전지에만 전기적 연결이 제공된다. 각각의 컨디셔닝 스위치가 개별적으로 가동될 수 있는 반면, 제어기는 한번에 둘 이상을 가동시킬 수 있음이 인식될 것이다.
선택적으로, 제어기는 연료 전지 어셈블리의 전압이 미리 결정된 문턱치를 초과하는 것에 응답하여, 전기적 연결을 선택적으로 제공하게끔 컨디셔닝 스위치들을 가동시키도록 구성된다. 개방 회로 전압에 가깝게 연료 전지 어셈블리를 작동시키는 것은 컨디셔닝 스위치들의 선택적 사용에 의해 완화될 수 있는 디그라데이션을 야기할 수 있다.
선택적으로, 제어기는 연료 전지 성능의 하나 이상의 측정치들이 연관된 문턱치를 넘는 것에 응답하여, 전기적 연결을 선택적으로 제공하게끔 컨디셔닝 스위치들을 가동시키도록 구성된다.
선택적으로, 연료 전지 성능의 측정치는 다음을 포함한다:
i) 연료 전지 어셈블리 내의 일산화탄소와 같은 오염물질들의 측정치; 또는
ii) 복수의 연료 전지들 내의 임의의 하나의(또는 하나 초과의) 연료 전지의 전압의 측정치; 또는
iii) 냉각제를 갖는 개별적인 연료 전지(또는 하나 초과의 연료 전지)의 플러딩의 측정치; 또는
iv) 온도 또는 습도와 같은 연료 전지 어셈블리에 근접한(proximal) 환경 조건들의 측정치.
선택적으로, 제어기는 적어도 어셈블리의 연료 전지 어셈블리를 통한 반응물 유동의 증가의 개시와 반응물 유량 또는 압력이 미리 결정된 레벨에 도달하는 것 사이에 전기적 연결을 선택적으로 제공하게끔 컨디셔닝 스위치들을 가동시키도록 구성된다. 반응물 유동의 증가는 압력 프론트(pressure front)를 야기할 수 있으며, 이는 연료 전지의 스타트업 시 중요할 수 있다. 압력 프론트의 악영향은 컨디셔닝 스위치들의 사용에 의해 완화될 수 있다.
선택적으로, 제어기는, 연료 전지들 중 특정 연료 전지 양단의 전압이 어셈블리 내의 적어도 하나의 다른 연료 전지에 대하여 음이 되었거나 또는 거의 음이라는 표시에 응답하여, 그 특정 연료 전지에 대하여 전기적 연결을 선택적으로 제공하게끔 컨디셔닝 스위치를 가동시키도록 구성된다. 선택적으로, 제어기는 어셈블리 내의 연료 전지들 각각 양단의 전압을 모니터링하도록 구성된다.
선택적으로, 제어기는 상기 적어도 하나의 연료 전지에 대한 전기적 연결을 선택적으로 제공하기 위한 그것의 컨디셔닝 스위치의 가동에 의하여, 연료 전지 어셈블리 내의 적어도 하나의 연료 전지의 온도 제어를 제공하도록 구성된다. 이것은 연료 전지 어셈블리가 복수의 연료 전지들에 걸쳐 미리 결정된 문턱 온도를 유지하기 위해 영하의 조건에서 작동하는 경우에 유리할 수 있다. 제어기는 문턱치 미만의 주변 온도들에서 연료 전지 스택을 작동시킬 때 또는 연료 전지 스택이 문턱치보다 낮은 온도에 있을 때, 연료 전지 스택의 중앙에 있는 연료 전지들에 우선하여 연료 전지 스택의 단부들에서 연료 전지들의 컨디셔닝 스위치를 가동시키도록 구성될 수 있다.
선택적으로, 제어기는 그들의 온도를 증가시키게끔 특정 연료 전지들의 컨디셔닝 스위치들을 선택적으로 가동시킴으로써 연료 전지 어셈블리 내의 연료 전지들의 온도를 밸런싱하도록 구성된다.
선택적으로, 제어기는 연료 전지 어셈블리의 스타트업 시에, 상기 전기적 연결을 제공하게끔 연료 전지들 중 적어도 하나의 연료 전지의 컨디셔닝 스위치를 가동시키고, 그 연료 전지를 통한 전류 흐름이 문턱값에 도달하는 것에 응답하여, 전기적 연결을 끊게끔 그것의 연관된 컨디셔닝 스위치를 가동시키도록 구성된다. 선택적으로, 제어기는 연료 전지 어셈블리의 스타트업 시에, 상기 전기적 연결을 제공하게끔 연료 전지들 중 적어도 2개의 연료 전지의 컨디셔닝 스위치를 가동시키고, 적어도 2개의 연료 전지들 중 특정 연료 전지를 통한 전류 흐름이 문턱값에 도달하는 것에 응답하여, 전기적 연결을 끊게끔 그것의 연관된 컨디셔닝 스위치를 가동시키도록 구성된다. 따라서, 각각의 연료 전지를 통한 전류 흐름이 그것의 문턱값에 도달할 때, 컨디셔닝 스위치들은 전기적 연결을 제거하도록 가동될 수 있다.
선택적으로, 제어기는 연료 전지 어셈블리의 스타트업 시에, 상기 전기적 연결을 제공하게끔 연료 전지 어셈블리의 대부분의 연료 전지들의 컨디셔닝 스위치들을 가동시키고, 특정 연료 전지를 통한 전류 흐름이 문턱값에 도달하는 것에 응답하여, 전기적 연결을 끊게끔 그것의 연관된 컨디셔닝 스위치를 가동시키도록 구성된다. 추가 예에서, 전기적 연결들은 어셈블리 내의 모든 연료 전지들에 제공될 수 있고, 각각의 연료 전지가 미리 결정된 전압에 도달할 때, 그것의 연관된 컨디셔닝 스위치가 개방되어 연결을 끊을 수 있다.
제2 양상에 따라, 집합적으로 부하에 전력을 제공하기 위하여 함께 연결된 복수의 연료 전지들을 포함하는 연료 전지 어셈블리를 작동시키는 방법이 제공되며, 방법은 다음을 포함한다:
부하와 독립적으로 연료 전지 또는 연료 전지들의 그룹 양단의 전압을 제어하기 위하여, 어셈블리의 연료 전지들 중 적어도 하나의 연료 전지의 애노드와 캐소드 사이에, 또는 연료 전지들의 그룹의 경우 그룹 내의 제1 연료 전지의 애노드와 최종 연료 전지의 캐소드 사이에 전기적 연결을 선택적으로 제공하는 단계.
선택적으로, 방법은 연료 전지 어셈블리의 스타트업 또는 셧다운 시에 전기적 연결을 선택적으로 제공하기 위해 컨디셔닝 스위치들을 가동시키는 단계를 포함한다. 스타트업 또는 셧다운 기간 외에도, 스위치들은 덜 가동되거나 또는 단지 연료 전지 어셈블리의 측정된 변수, 예컨대 온도 또는 개별 연료 전지 전압에 응답하여 가동될 수 있다.
선택적으로, 방법은 복수의 연료 전지들에 걸쳐 순차적으로 전기적 연결을 선택적으로 제공하게끔 컨디셔닝 스위치들을 가동시키는 단계를 포함한다. 선택적으로, 한 번에 연료 전지들의 10 %, 5 % 미만, 또는 단 하나의 연료 전지에만 전기적 연결이 제공된다.
선택적으로, 방법은 연료 전지 어셈블리의 전압이 미리 결정된 문턱치를 초과하는 것에 응답하여, 전기적 연결을 선택적으로 제공하게끔 컨디셔닝 스위치들을 가동시키는 단계를 포함한다. 문턱치는 어셈블리의 개방 회로 전압에 기반한 전압을 포함할 수 있다.
선택적으로, 방법은 연료 전지 성능의 하나 이상의 측정치들이 연관된 문턱치를 넘는 것에 응답하여, 전기적 연결을 선택적으로 제공하게끔 컨디셔닝 스위치들을 가동시키는 단계를 포함한다.
선택적으로, 연료 전지 성능의 측정치는 다음을 포함한다:
i) 연료 전지 어셈블리 내의 일산화탄소와 같은 오염물질들의 측정치; 또는
ii) 복수의 연료 전지들 내의 임의의 하나의(또는 하나 초과의) 연료 전지의 전압의 측정치; 또는
iii) 냉각제를 갖는 개별적인 연료 전지(또는 하나 초과의 연료 전지)의 플러딩의 측정치; 또는
iv) 온도 또는 습도와 같은 연료 전지 어셈블리에 근접한(proximal) 환경 조건들의 측정치.
선택적으로, 방법은 적어도 어셈블리의 연료 전지 어셈블리를 통한 반응물 유동의 증가의 개시와 반응물 유량 또는 압력이 미리 결정된 레벨에 도달하는 것 사이에 전기적 연결을 선택적으로 제공하게끔 컨디셔닝 스위치들을 가동시키는 단계를 포함한다. 미리 결정된 레벨은 주어진 반응물 유량에 대한 공칭 작동 압력일 수 있다.
선택적으로, 방법은 연료 전지들 중 특정 연료 전지 양단의 전압이 어셈블리 내의 적어도 하나의 다른 연료 전지에 대하여 음이 되었거나 또는 거의 음이라는 표시에 응답하여, 그 특정 연료 전지에 대하여 전기적 연결을 선택적으로 제공하게끔 컨디셔닝 스위치를 가동시키는 단계를 포함한다.
선택적으로, 방법은 어셈블리 내의 연료 전지들 각각 양단의 전압을 모니터링하는 단계를 포함한다.
선택적으로, 방법은 상기 적어도 하나의 연료 전지에 대한 전기적 연결을 선택적으로 제공하기 위한 컨디셔닝 스위치들의 가동에 의하여, 연료 전지 어셈블리 내의 적어도 하나의 연료 전지의 온도 제어를 제공하는 단계를 포함한다.
선택적으로, 방법은 그들의 온도를 증가시키게끔 특정 연료 전지들의 컨디셔닝 스위치들을 선택적으로 가동시킴으로써 연료 전지 어셈블리 내의 연료 전지들의 온도를 밸런싱하는 단계를 포함한다.
선택적으로, 방법은 연료 전지 어셈블리의 스타트업 시에, 상기 전기적 연결을 제공하게끔 연료 전지들 중 적어도 2개의 연료 전지들의 컨디셔닝 스위치들을 가동시키는 단계, 및 특정 연료 전지를 통한 전류 흐름이 문턱값에 도달하는 것에 응답하여, 전기적 연결을 끊게끔 그것의 연관된 컨디셔닝 스위치를 가동시키는 단계를 포함한다.
선택적으로, 방법은 연료 전지 어셈블리의 스타트업 시에, 상기 전기적 연결을 제공하게끔 연료 전지 어셈블리의 대부분의 연료 전지들의 컨디셔닝 스위치들을 가동시키고, 특정 연료 전지를 통한 전류 흐름이 문턱값에 도달하는 것에 응답하여, 전기적 연결을 끊게끔 그것의 연관된 컨디셔닝 스위치를 가동시키는 단계를 포함한다.
선택적으로, 전기적 연결을 선택적으로 제공하는 단계는, 30초 미만, 10초 미만, 5초 미만, 3초 미만, 또는 1초 미만 동안 상기 전기적 연결을 연속적으로 제공하는 단계를 포함한다.
추가적 양상에 따르면, 제2 양상의 방법을 수행하기 위한, 프로세서 및 메모리를 가진 컴퓨팅 디바이스 상에서의 실행을 위한 명령어들을 포함하는, 컴퓨터 프로그램 또는 컴퓨터 프로그램 물건이 제공된다.
프로세서 및/또는 메모리는 연료 전지 어셈블리와 함께 내장될 수 있고, 프로세서는 마이크로프로세서 또는 마이크로제어기를 포함할 수 있음이 인식될 것이다.
이제, 단지 예로서, 첨부된 도면을 참조하여 발명의 실시예들에 대한 상세한 설명이 뒤따른다.
도 1은 컨디셔닝 스위치 모듈을 갖는 제1 예시적 연료 전지 어셈블리의 분해 개략도를 도시한다.
도 2는 도 1의 연료 전지 어셈블리의 더욱 상세한 개략도를 도시한다.
도 3은 연료 전지 어셈블리의 작동 방법을 예시하는 제1 흐름도를 도시한다.
도 1은 이 예에서, 연료 전지 스택을 포함하는 연료 전지 어셈블리(1)를 도시한다. 연료 전지 스택은 부하(미도시)에 집합적으로 전력을 공급하기 위해 함께 연결된 복수의 연료 전지들(2)을 포함한다. 따라서, 개별 연료 전지들(2)은 전기적으로 함께 연결되어, 모터를 구동시키는데 사용될 수 있는 조합된 전력 출력을 제공한다. 예를 들어, 연료 전지 어셈블리는 차량용 동력원을 제공하도록 구성될 수 있다. 연료 전지들(2)은 양자 교환 막, 촉매 층들 및 가스 확산 층들을 포함하는 막 전극 어셈블리(3)를 포함할 수 있으며, 연료 전지 플레이트들(4) 사이에 배열된다. 이 예에서 연료 전지 플레이트들은 바이폴라 플레이트들이고, 한 측면 상의 연료 전지의 애노드 측 및 그들의 다른 측면 상의 인접한 연료 전지의 캐노드 측을 형성한다. 따라서, 각각의 연료 전지는 애노드(5) 및 캐소드(6)를 포함한다. 대안적으로, 플레이트들은는 유니폴라 플레이트들을 포함할 수 있다. 연료 전지 플레이트들(3)은 반응물 유동을 수용하여 연관된 막 전극 어셈블리 위에 지향시키기 위한 채널을 포함하거나 정의할 수 있다. 채널들은 플레이트(3)의 일 단부로부터 다른 단부까지 연장될 수 있다.
도 2를 참조하면, 복수의 연료 전지들(2) 중 하나 이상은 컨디셔닝 스위치(7)를 포함한다. 컨디셔닝 스위치(7)는 그것의 연관된 연료 전지(2)를 단락시키기 위해 그것의 연관된 연료 전지(2)의 애노드(5)와 캐소드(6) 사이의 전기적 연결(13) 또는 션트(shunt) 경로를 선택적으로 제공하도록 구성된다. 따라서, 선택적 전기적 연결(13)에 의한 컨디셔닝 스위치들은 부하와 독립적으로 전지들 양단의 전압을 제어한다. 전기적 연결은 낮은 임피던스 경로(예컨대, 어셈블리의 일부로서 부하에 전력을 공급하는 연료 셀에 비해 낮은 임피던스 경로)를 선택적으로 제공함으로써 그것의 연관된 연료 전지를 단락시킨다. 연료 전지 스택(1)의 작동 동안 컨디셔닝 스위치들(7)의 능동 제어, 특히 부하와 무관하게 스택 내의 개별적 연료 전지들 양단의 전압의 능동적 제어는 연료 전지 스택의 성능에 유리하다. 이 능동적 개별 연료 전지 전압 제어는 폴리머 전해질 막, 즉 산 또는 알칼리 폴리머 전해질 막 기반의 연료 전지 또는 인산 연료 전지를 이용하는 모든 연료 전지 기술들에 유리하게 사용될 수 있다. 이론에 구속되기를 원하는 것은 아니지만, 어셈블리 내의 개별 연료 전지들의 선택적 단락이 막 및/또는 촉매 층들의 전기화학적 건강성을 향상시킬 수 있는 것으로 여겨진다.
이 예에서, 연료 전지 스택(1) 내의 연료 전지들(2) 각각은 연관된 컨디셔닝 스위치를 포함한다. 특히, 연료 전지 스택(1) 내의 각각의 연료 전지(2)에는 제1 및 제2 스위칭 엘리먼트들(8, 9)을 포함하는 컨디셔닝 스위치(7)가 제공된다. 제1 스위칭 엘리먼트들(8)은 제1 기판(10) 상에 제공되고, 제2 스위칭 엘리먼트들(9)은 상이한 제2 기판(11) 상에 제공된다. 제1 및 제2 스위칭 엘리먼트들(8, 9)은 상이한 위치들에서 연료 전지들 각각의 애노드들 및 캐소스들에 연결된다. 이것은 둘 이상의 스위칭 엘리먼트들을 제공하는 것이 스위칭 엘리먼트들과 애노드/캐소드 사이에 흐르는 전류 밀도의 분포를 감안하므로 유리하다.
컨디셔닝 스위치(7)의 스위칭 엘리먼트들은 반도체 디바이스들로서 구체화될 수 있고, 이 예에서는 트랜지스터들을 포함할 수 있다. 따라서, 제1 기판(10) 및/또는 제2 기판(11)은 그 위에 스위칭 엘리먼트들을 갖는 인쇄 회로 기판(PCB, printed circuit board) 또는 세라믹 기판을 포함할 수 있다.
컨디셔닝 스위치들 및 특히, 스위칭 엘리먼트들은 제어기(12)로부터 스위칭 신호를 수신하도록 구성된다. 제어기(12)는 애노드(5) 및 캐소드(6)에 연결된 2개의 다른 트랜지스터 단자들 사이의 전기적 연결을 제어하기 위해 트랜지스터 기반 스위칭 엘리먼트들의 게이트 단자에 제어 신호를 전달할 수 있다.
다른 예에서, 전기적 연결(13)은 연료 전지 전압 제어 엘리먼트(미도시)를 포함한다. 연료 전지 전압 제어 엘리먼트는 제어가능한 임피던스와 같은 능동 컴포넌트를 포함할 수 있다. 이는 컨디셔닝 스위치가 전기적 연결을 형성할 때, 연료 전지 전압 제어 엘리먼트가 부하와 무관하게 연료 전지 양단의 전압을 능동적으로 제어하도록 허용할 수 있다. 연료 전지 전압 제어 엘리먼트는, 애노드에서의 전압 및/또는 캐소드에서의 전압이 개별적으로 제어될 수 있도록 구성될 수 있다. 연료 전지 전압 제어 엘리먼트는 애노드 전압을 제어하기 위해 연료 농도/연료량/애노드 플러딩 레벨을 제어하도록 구성될 수 있다. 연료 전지 전압 제어 엘리먼트는 캐소드 전압을 제어하기 위해 산화제 농도/산화제량/캐소드 플러딩 레벨을 제어하도록 구성될 수 있다. 애노드 및/또는 캐소드의 전압을 제어하기 위해 연료 또는 산화제 레벨과 함께 결합하여 전기적 연결을 제어하는 것이 유리할 수 있다. 연료 전지 전압 제어 엘리먼트는 제어기(12)에 의해 제어될 수 있다.
도 1로 돌아가, 연료 전지들(2) 각각에 하나 이상의 반응물들을 전달하도록 구성된 유입구 매니폴드(14)가 도시된다. 배기 매니폴드(15)는 미사용 반응물(들) 및 반응 부산물들을 연료 전지들로부터 수용하고, 연료 전지 어셈블리로부터의 배기 흐름을 제공하도록 구성된다. 따라서, 연료 전지 플레이트들(4) 및/또는 연료 전지들(2)은 유입구 매니폴드(14)로부터 반응물 흐름을 수용하고, 반응물(들)을 연료 전지들 각각의 활성 영역 위로 지향시키고, 배기 흐름을 배기 매니폴드(15)로 전달하도록 구성된다. 제1 기판(10)은 연료 전지들(2)의 스택과 유입구 매니폴드(14) 사이에 장착된다. 제2 기판은 연료 전지들(2)의 스택과 유출구 매니폴드(15) 사이에 장착된다.
연료 전지 플레이트들(4)은 컨디셔닝 스위치들 또는 그것의 스위칭 엘리먼트들에 연결하기 위한, 돌출 탭들을 포함할 수 있는 커넥터들을 포함할 수 있다. 따라서, 제1 및 제2 기판들(10, 11)은 예컨대, 연료 전지 플레이트들(4)의 커넥터들/탭들에 그들의 컨디셔닝 스위치들을 연결하기 위해 개구들 또는 연결 구조물들을 포함하는 것에 의해 적응될 수 있다.
도 1 및 도 2는 전기적 접속의 선택적 스위칭이 달성될 수 있는 방법의 일예를 도시하지만, 다른 구조들 및 배열들이 이용가능하다는 것이 인식될 것이다. 예를 들어, 반도체 디바이스들은 연료 전지 플레이트들에 통합될 수 있다.
도 3은 연료 전지 어셈블리를 작동시키는 방법을 도시하며, 방법은, 단계(30)에서, 부하와 독립적으로 연료 전지 양단에 전압을 제어하기 위하여 어셈블리의 연료 전지들 중 적어도 하나의 연료 전지의 애노드와 캐소드 사이에 전기적 연결을 선택적으로 제공하는 단계를 포함한다. 선택적 전기적 연결은 예컨대 10ms의 컨디셔닝 기간 이후에 제거된다. 방법은, 단계(31)에서 도시된, 부하와 독립적으로 연료 전지 양단에 전압을 제어하기 위하여 어셈블리의 연료 전지들 중 적어도 하나의 다른 연료 전지의 애노드와 캐소드 사이에 전기적 연결을 선택적으로 제공하는 단계를 포함한다.
이 방법은 단계(32)에 도시된 바와 같이, 연료 전지 어셈블리 내의 복수의 연료 전지들에 대한 전기적 연결을 순차적으로 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 전기적 연결들의 순차적인 제공은 연료 전지 어셈블리의 스타트업 또는 셧다운 시에 개시될 수 있다. 이 단계는 연료 전지들의 서브세트에 전기적 연결이 제공되는 한편 나머지 연료 전지들에는 제공되지 않도록, 제한된 횟수만큼 수행될 수 있다. 대안적으로, 모든 연료 전지들에는, 미리 결정된 횟수만큼 또는 캐소드 배기 온도와 같은 연료 전지 어셈블리 측정치에 도달될 때까지, 순차적으로 그들의 연관된 전기적 연결이 제공될 수 있다. 방법은 연료 전지 어셈블리의 작동 동안에 주기적으로 인보크될 수 있다. 따라서, 연료 전지 어셈블리의 작동 동안, 작동의 2개 모드들이 제공될 수 있는데, 제1 모드에서 연료 전지들에는 그들의 전아을 제어하기 위한 상기 전기적 연결이 제공되고, 제2 모드에서 전기적 연결들은 제공되지 않는다. 연료 전지 어셈블리는 제1 모드와제2 모드 사이에서 주기적으로 교번하도록 구성될 수 있다. 임의의 하나의 연료 전지에 대한 전기적 연결은 5 초 미만, 2 초 미만, 1 초 미만, 0.5 초 미만 또는 0.1 초 미만과 같이 일시적으로 제공될 수 있다. 제1 모드 또는 제2 모드의 선택은 연료 전지들 중 하나 이상의 연료 전지들 양단의 전압 또는 온도 같은 문턱치에 대한 연료 전지 어셈블리와 연관된 측정치에 기반할 수 있다.
연료 전지 전류의 순간적 증가 및 전기적 연결로 인한 연료 전지의 전위의 감소는 연료 전지 작동에 여러 잠재적 이점들을 가질 수 있다. 방법의 많은 유리한 구현예들이 이하에 설명된다. 하에 설명되는 방법들은 설명된 방법을 수행하도록 구성된 스위칭 제어기 및/또는 연료 전지 전압 제어 엘리먼트에 의해 구현될 수 있음이 인식될 것이다.
먼저, 선택적인 전기적 연결은 연료 전지들의 막 전극 어셈블리들을 신속하게 컨디셔닝하는데 사용될 수 있다. 따라서, 선택적인 전기적 연결은 반응물들의 흐름을 수용하면서 연료 전지 조립체 내의 연료 전지들에 대해 차례로 또는 함께 한번 이상 제공될 수 있다. 선택적 전기적 연결을 사용하여, 각각의 연료 전지의 작동의 밸런스에 관계 없이 연료 전지들의 신속한 전압 및 부하 순환(cycling)이 안전하게 유도될 수 있다. 이론에 구속되기를 원하는 것은 아니지만, 연료 전지를 컨디셔닝하는데 필요한 막 및 이오노머(ionomer) 구조의 변화들을 촉진하도록 의도된 온도 및 습도 순환을 유도하면서, 이것은 연료 전지 전압 및 부하를 신속하게 순환시키는 이 프로세스는 연료 전지 제조에 사용되는 용매들/불순물들의 산화 및 증발을 빠르게 촉진시키는 것으로 여겨진다.
또한, 선택적인 전기적 연결은 작동하지 않고 연장된 기간들 이후에 연료 전지를 신속하게 컨디셔닝하도록 제공될 수 있다. 따라서, 어셈블리는 연료 전지 어셈블리의 최종 작동 이후의 시간 기간을 결정하도록 구성될 수 있고, 이것이 미사용된 시간 문턱치를 초과하는 경우, 어셈블리의 복수의 연료 전지들 중 하나 이상의 연료 전지들의 선택적인 전기적 연결을 제공한다.
연료 전지 전압 제어 엘리먼트는 선택적인 전기적 연결에 의해 연료 전지 어셈블리의 전류, 캐소드/애노드 전위들, 온도 및 수화(hydration)를 안전하게 조작하도록 구성될 수 있다. 이들 파라미터들은 연료 전지 어셈블리를 커미션(commission)하도록 제어될 수 있다. 따라서, 연료 전지 어셈블리를 커미션하는 방법이 제공되며, 방법은, 부하와 독립적으로 연료 전지 양단에 전압을 제어하기 위하여 어셈블리의 연료 전지들 중 적어도 하나의 연료 전지의 애노드와 캐소드 사이에 전기적 연결을 선택적으로 제공하는 단계를 포함한다. 연료 전지 어셈블리를 커미션하는 단계는 반응물 흐름과 함께 연료 전지 어셈블리를 최초로 작동시키는 단계를 포함할 수 있다.
방법은 연료 전지 막 및/또는 촉매 층의 미리 결정된 수화 레벨을 유지하는데 유리한 것으로 밝혀졌다. 이 방법을 사용하면 개방 회로 전압(OCV, open circuit voltage)에서 또는 그 근처에서 연장된 기간들 동안 막 탈수(dehydration)를 피할 수 있다. 높은 임피던스 부하 또는 개방 회로 조건들로 연료 전지 어셈블리를 작동시키는 특정 환경들에서, 각각의 연료 전지의 활성 영역을 형성하고 전기화학적 연료 전지 반응이 일어나는 막 및 촉매는 탈수될 수 있는 것으로 밝혀졌다. 이것은 연료 전지 어셈블리의 작동 수명의 감소 또는 성능의 감소를 야기할 수 있다. 이론에 구속되기를 원하는 것은 아니지만, 전기적 연결의 제공은 연료 전지의 전기화학적 반응이 보다 빠른 속도로 진행하도록 허용하여, (수소 산소 연료 전지에서) 반응 부산물로서 물을 생성하여 막을 수화시키는 것으로 여겨진다.
따라서, 방법은, 부하와 독립적으로 연료 전지 양단에 전압을 제어하기 위하여 어셈블리의 연료 전지들 중 적어도 하나의 연료 전지의 애노드와 캐소드 사이에 전기적 연결을 선택적으로 제공하는 단계를 포함하는 연료 전지 어셈블리를 수화시키는 방법을 포함할 수 있다. 방법은 연료 전지 막 및/또는 촉매를 수화시키기 위해 주기적으로 또는 연속적으로 수행될 수 있으며, 낮은 습도 조건들과 연관된 디그라데이션 메커니즘들을 피함으로써 작동 수명을 연장시킨다. 방법은 어셈블리의 연료 전지들 양단의 또는 어셈블리의 연료 전지들의 서브세트가 OCV 값과 같은 미리 결정된 전압 문턱치를 초과하는 경우에 수행될 수 있다. 따라서, 상기 설명된 제1 작동 모드 및 제2 작동 모드는 상기 언급된 연료 전지 어셈블리 전압 또는 연료 전지 수화의 또 다른 측정치에 기반하여 결정될 수 있다.
선택적인 전기적 연결을 사용하는 연료 전지 어셈블리의 수화는, 가습 유체 흐름들이 연료 전지 어셈블리에 도입되지 않고 작동하는 연료 전지 어셈블리들에서(즉, 가습이 전기화학적 반응 부산물들에 의해 연료 전지 어셈블리 내에서 발생되는 어셈블리들에 대해) 특히 유리하다.
방법은 차단 종(blocking species), 예를 들어, 연료 전지 산화제(즉, 공기 오염물들) 및/또는 표면 산화물들에 함유된 연료 전지 촉매 포이즈닝(poisoning) 종의 제거에 유리한 것으로 밝혀졌다. 특히, 연료 전지 전압 제어 엘리먼트의 동작은 캐소드 포이즈닝의 효과들을를 완화시키기 위해 각각의 연료 전지의 캐소드에서 전위를 조작하는데 사용될 수 있다.
특히, 연료 전지 전압 제어 엘리먼트는 연료 전지 캐소드 전위가 애노드 전위로 떨어질 수 있도록, 연료 전지 산화제의 결핍(starvation)(즉, 캐소드 결핍)을 유도하기 위해 이용될 수 있고, 산화 공급 및/또는 전력 수요에 관계 없이 0.2V 미만의 낮은 연료 전지 전위가 달성될 수 있다. 수소-산소 PEM 연료 전지 어셈블리에서, 연료 전지 캐소드 전위는 공칭적으로 0.6 VRHE(가역 수소 전극) 초과이지만, 0.5, 0.4, 0.3, 0.2 또는 0.1 VRHE 미만으로 낮아질 수 있다.
따라서, 연료 전지 어셈블리의 연료 전지들의 캐소드 포이즈닝의 효과들을 완화시키는 방법이 제공되며, 방법은, 부하와 독립적으로 연료 전지 양단에 전압을 제어하기 위하여 어셈블리의 연료 전지들 중 적어도 하나의 연료 전지의 애노드와 캐소드 사이에 전기적 연결을 선택적으로 제공하는 단계를 포함한다. 캐소드 전극에서의 전압은 애노드 전위의 제어에 우선하여 감소될 수 있다. 상기 설명된 바와 같이, 이것은 예를 들어 캐소드 제한 전류(즉, 이용가능한 산화제에 의해 제한됨)가 애노드 제한 전류(즉, 이용가능한 연료에 의해 제한됨)의 값보다 상당히 낮은 값으로 감소하도록, 산화제 농도를 감소시킴으로써 산화제 공급 또는 캐소드 작동 조건들의 유체 조작을 통해 달성될 수 있다. 선택적인 전기적 연결을 하여 산화제 결핍 조건들을 유도할 때, 캐소드 전기화학 전위는 애노드 전기화학 전위로 감소하도록 유도될 수 있다.
방법은 양자 교환 막 수소-산소 연료 전지 어셈블리에서 용해된 백금 Pt2+ 촉매 재료의 재증착의 촉진에서 유리한 것으로 밝혀졌다. 특히, 캐소드가 실질적으로 0.4V 아래로 떨어지도록 캐소드 전위를 주기적으로 조작함으로써, 용해된 Pt2+ 이온들을 각각의 연료 전지의 촉매 층에서 활성 촉매 입자들로 다시 재침전시켜 연료 전지의 내구성을 향상시키는 것이 가능할 수 있다. 이론에 구속되지 않고, 정기적 연료 전지 작동 동안 백금 입자들의 표면 원자들이 수소 존재 하에서 막 전해질의 백금 입자들로서 재침전하는 Pt2+ 이온 중간체들을 형성하는 연료 전지 막 전해질에 용해되는 것으로 의심된다. 그러나, 이들 입자들은 막에 인접한 촉매 층에서 보다는 막에서 재침전되기 때문에, 연료 전지 반응들을 촉매화하기 위해 비활성이다.
따라서, 방법은, 연료 전지 어셈블리를 형성하는 복수의 연료 전지들 중 적어도 하나의 연료 전지의 촉매 층 내의 촉매 입자들의 레벨을 제어하는 방법을 포함하며, 이 방법은, 부하와 독립적으로 연료 전지 양단에 전압을 제어하기 위하여 어셈블리의 연료 전지들 중 적어도 하나의 연료 전지의 애노드와 캐소드 사이에 전기적 연결을 선택적으로 제공하는 단계를 포함한다. 캐소드 전극에서의 전압은 애노드 전위의 제어에 우선하여 감소될 수 있다.
방법은 미리 결정된 연료 전지 어셈블리(또는 연료 전지 스택) 온도를 유지하는데 유리한 것으로 밝혀졌다. 방법은 예를 들어, 연료 전지 부하 요구에 관계없이 영하의 주위 환경에서의 작동 동안 스택 온도를 유지하기 위해 저전력 요구 기간들(문턱치에 대한 전력 요구)에 응답하여 사용될 수 있다.
따라서, 방법은, 복수의 연료 전지들을 포함하는 연료 전지 어셈블리 내의 연료 전지들의 온도를 제어하는 방법을 포함할 수 있으며, 이 방법은, 부하와 독립적으로 연료 전지 양단에 전압을 제어하기 위하여 어셈블리의 연료 전지들 중 적어도 하나의 연료 전지의 애노드와 캐소드 사이에 전기적 연결을 선택적으로 제공하는 단계를 포함한다. 따라서, 전기적 연결은 전류가 흐르게 하여, 결국 연료 전지를 가열할 수 있다. 방법은 미리 결정된 연료 전지 온도를 유지하도록 구성될 수 있다. 연료 전지 어셈블리의 작동 동안, 2개의 작동 모드들이 제공될 수 있는데, 제1 모드에서 연료 전지들에는 그들의 온도를 증가시키기 위해 상기 전기적 연결이 (예컨대 순차적으로) 선택적으로 제공되고, 제2 모드에서 전기적 연결(들)은 제공되지 않으며, 제1 모드는 연료 전지 어셈블리의 온도가 미리 결정된 온도 문턱치 미만인 경우(또는 전력 출력이 "저전력" 출력 문턱치 미만인 경우) 작동되고, 제2 모드는 온도가 미리 결정된 온도 문턱치를 초과하는 경우 작동된다. 미리 결정된 온도 문턱치는 4 ℃(또는 0, 1, 2, 3, 5, 6 ℃)를 포함할 수 있다.
방법은 연료(예를 들어, 일산화탄소, CO) 내의 오염물들과 같은 애노드 유체 흐름에 존재하는 연료 전지 촉매 포이즈닝 오염물들의 산화 및/또는 탈착(desoprtion)을 용이하게 하는 애노드 전위의 조작에 유리한 것으로 밝혀졌다.
연료 전지 전압 제어 엘리먼트는 CO와 같은 연료 오염물들이 연료 전지 성능을 회복시키도록 산화/탈착되는 정도까지 과도 전위로 애노드 전위를 증가시킴으로써, 연료 부족 상태를 유도하도록 구성될 수 있다.
따라서, 방법은, 연료 전지 어셈블리를 형성하는 복수의 연료 전지들 중의 연료 전지의 애노드로부터 오염물질들을 제거하는 방법을 포함할 수 있으며, 이 방법은, 부하와 독립적으로 연료 전지 양단에 전압을 제어하기 위하여 어셈블리의 연료 전지들 중 적어도 하나의 연료 전지의 애노드와 캐소드 사이에 전기적 연결을 선택적으로 제공하는 단계를 포함한다. 특히, 방법은 캐소드 전위에 우선하여 애노드 전위를 제어하는 단계를 포함할 수 있다. 이것은 예를 들어 애노드 제한 전류(즉, 이용가능한 연료에 의해 제한됨)가 캐소드 제한 전류(즉, 이용가능한 산화제에 의해 제한됨)의 값보다 상당히 낮은 값으로 감소하도록, 연료 농도를 감소시킴으로써 연료 공급 또는 애노드 작동 조건들의 유체 조작을 통해 달성될 수 있다. 선택적인 전기적 연결을 하여 연료 결핍 조건들을 유도할 때, 애노드 전기화학 전위는 캐소드 전기화학 전위로 증가하도록 유도될 수 있다.
추가 예에서, 제어기는 적어도 어셈블리의 연료 전지들을 통한 반응물 유동의 증가의 개시와 반응물 유량 또는 압력이 미리 결정된 레벨에 도달하는 것 사이에 전기적 연결을 선택적으로 제공하게끔 컨디셔닝 스위치들을 가동시키도록 구성될 수 있다. 반응물 흐름의 증가는 증가된 압력의 반응물 "프론트"가 연료 전지 어셈블리를 통해 이동게 할 수 있다. 이러한 압력 프론트는 오프 상태로부터 연료 전지 어셈블리를 스타트업할 때 중요할 수 있다. 감소된 압력의 압력 프론트는 또한 연료 전지 어셈블리를 셧다운할 때 연료 전지 어셈블리를 통해 이동할 수 있고, 제어기는 또한 이러한 상황에서 컨디셔닝 스위치들을 가동시키도록 구성될 수 있다.
방법은 역 전류 감쇠(reverse-current decay) 메커니즘 및/또는 급속 연료 전지 셧다운의 감소의 이점을 제공할 수 있는 애노드/캐소드를 통해 흐르는 수소/공기 프론트들의 존재 동안 유익하게 전류를 션팅(shunt)하도록 구현될 수 있다.
역 전류 감쇠 메커니즘은, 정상 동작과 비교하여 역 전류가 생성되도록 연료 전지 어셈블리 내의 연료 전지가 어셈블리 내의 다른 연료 전지들에 의해 생성된 전류에 의해 구동될 때 발생한다. 이것은 관련된 연료 전지의 성능을 저하시킬 수 있다. 전기적 연결을 제공하고/제공하거나 전기적 연결에 의해 연료 전지의 전압을 제어함으로써, 낮은 셀 전압(예컨대, 수소 산소 폴리머 막 기반 연료 전지에 대해 0.2V 미만)이 반응물 압력 프론트 동안 달성될 수 있다.
압력 프론트들이 발생하는 완화되지 않은 스타트업/셧다운 동안 대개 발생하는 디그라데이션은 거의 완전히 제거될 수 있는 것으로 밝혀졌다. 이것은 특히 자동차 애플리케이션들과 같은 많은 완전한 연료 전지 스타트업/셧다운 이벤트들을 필요로 하는 애플리케이션들에서 연료 전지의 내구성을 획기적으로 향상시킨다.
따라서, 방법은 연료 전지 어셈블리를 통한 반응물(예컨대, 연료)의 압력 및/또는 유량의 증가에 응답하여, 어셈블리 내의 연료 전지들 중 하나 이상의 연료 전지의 컨디셔닝 스위치들을 가동시키는 단계를 포함할 수 있다. 컨디셔닝 스위치들은 모두 함께, 또는 그룹으로 순차적으로, 또는 개별적으로 순차적으로 가동될 수 있다.
수소 연료식 연료 전지 어셈블리의 셧다운 시, 잔류 수소가 연료 전지 어셈블리에 존재할 수 있다. 수소 농도가 미리 결정된 레벨로 감소되는 것이 중요하다. 방법은 어셈블리의 셧다운 시 연료 전지 어셈블리 내의 임의의 잔류 수소를 소비하는데 사용될 수 있다. 컨디셔닝 스위치들을 가동시킴으로써, 수소가 급속하게 소모될 수 있다.
따라서, 방법은 연료 전지 어셈블리의 셧다운 시, 어셈블리 내의 연료 전지들 중 하나 이상의 연료 전지의 상기 컨디셔닝 스위치들을 가동시키는 단계를 포함할 수 있다. 컨디셔닝 스위치들은 모두 함께, 또는 그룹으로 순차적으로, 또는 개별적으로 순차적으로 가동될 수 있다. 이 단계는 어셈블리를 통해 반응물을 구동시키는 컴프레서가 비활성화될 때와 같이, 연료 전지 어셈블리를 통한 연료 및/또는 산화제의 흐름의 정지에 응답하여 수행될 수 있다.
특정 상황에서, 컨디셔닝 스위치들의 가동시, 애노드 구획(compartment)/연료 공급 연결부들에 존재하는 잔류 수소는, 연료 전지 스택이 완전히 방전되고 단 몇 초 후에 안전한 휴면(dormant) 상태에 남도록 급속하게 소모되는 것으로 밝혀졌다. 유사하게, 캐소드 구획을 배기시키기 위해 캐소드 구획에서 산소가 소비될 수 있다.
다른 실시예들(미도시)에서, 단일 컨디셔닝 스위치(하나 이상의 스위칭 소자들로 형성될 수 있음)는 연료 전지 어셈블리 내의 직렬 연결된 연료 전지들의 그룹 양단의 전압의 제어를 제공할 수 있다. 따라서, 컨디셔닝 스위치는 직렬 연결된 연료 전지 그룹과 회로를 형성하는 전기적 연결을 제공하도록 작용할 수 있다. 따라서, 단일 연료 전지에 대한 전기적 연결을 제공하기 보다는, 전기적 연결이 연료 전지들의 그룹에 제공된다.
연료 전지 어셈블리는 연료 전지 시스템 내의 복수의 연료 전지 어셈블리들 중 하나를 형성할 수 있다. 컨디셔닝 스위치들의 가동은 연료 전지 어셈블리들에 걸쳐 차례대로 수행될 수 있다. 따라서, 제1 연료 전지 어셈블리의 컨디셔닝 스위치들이 가동되고, 뒤이어 제2 연료 전지 어셈블리의 컨디셔닝 스위치들이 가동된다. 이것은 컨디셔닝 스위치들의 가동을 거치지 않는 연료 전지 어셈블리들이 정상 작동 모드로 작동할 수 있기 때문에 유리할 수 있다.

Claims (35)

  1. 집합적으로(collectively) 부하에 전력을 제공하기 위하여 함께 연결된 복수의 연료 전지들을 포함하는 연료 전지 어셈블리에 있어서, 상기 연료 전지 어셈블리는 복수의 컨디셔닝 스위치들(conditioning switches)을 포함하고, 각각의 컨디셔닝 스위치는 각각의 연료 전지 그룹과 연관되고, 각각의 연료 전지 그룹 각각은 상기 연료 전지 어셈블리 내에 직렬 연결된 복수의 연료 전지들을 포함하며, 연관된 연료 전지 그룹 양단의 전압을 상기 부하와 독립적으로 제어하기 위하여, 상기 연관된 연료 전지 그룹 중 제1 위치에 위치된 제1 연료 전지의 애노드와 상기 연관된 연료 전지 그룹 중 최종 위치에 위치된 최종 연료 전지의 캐소드 사이의 전기적 연결을 선택적으로 제공하도록 구성되고,
    상기 연료 전지 어셈블리는, 상기 연료 전지 어셈블리의 제1 작동 모드에서 각각의 연료 전지 그룹의 상기 제1 연료 전지의 애노드와 상기 최종 연료 전지의 캐소드의 연결을 가동시키도록 상기 컨디셔닝 스위치들을 제어하고 상기 연료 전지 어셈블리의 제2 작동 모드에서 상기 컨디셔닝 스위치들을 비활성화하도록 구성되는 컨디셔닝 스위치 제어기를 더 포함하는, 연료 전지 어셈블리.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 컨디셔닝 스위치는 하나 이상의 반도체 디바이스를 포함하는, 연료 전지 어셈블리.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 연료 전지들 각각은 연료 전지의 막(membrane) 전극 어셈블리에 접하도록 구성된 연료 전지 플레이트를 포함하고, 상기 연료 전지 플레이트는 상기 컨디셔닝 스위치에 연결하기 위한 적어도 하나의 커넥터를 포함하는, 연료 전지 어셈블리.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 연료 전지 플레이트는 복수의 커넥터들을 포함하고, 상기 컨디셔닝 스위치들은 대응하여 상기 복수의 커넥터들에 연결되고 함께 작동하여 연관 연료 전지에 상기 전기적 연결을 선택적으로 제공하도록 구성되는 복수의 스위칭 엘리먼트들을 포함하는, 연료 전지 어셈블리.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 연료 전지 플레이트 각각은 적어도 2개의 커넥터들을 포함하고, 상기 적어도 2개의 커넥터들은 상기 연료 전지 플레이트의 상이한 측면들 상에 형성되는, 연료 전지 어셈블리.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 연료 전지들은 연료 전지 스택 내에 함께 배열되고, 상기 연료 전지 스택 내의 상기 복수의 연료 전지들 중 하나 이상의 연료 전지로 반응물을 전달하거나 상기 연료 전지 스택 내의 상기 복수의 연료 전지들 중 하나 이상의 연료 전지로부터 배기 흐름을 수용하기 위한 매니폴드를 포함하고, 상기 연료 전지 어셈블리는 상기 연료 전지 스택과 상기 매니폴드 사이에 연장되는 기판을 포함하고, 상기 기판은 하나 이상의 상기 컨디셔닝 스위치를 포함하는, 연료 전지 어셈블리.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 복수의 연료 전지들 각각은 상기 연료 전지의 막 전극 어셈블리에 접하도록 구성된 연료 전지 플레이트를 포함하고, 상기 기판은 각각의 연료 전지 플레이트와 맞물리도록 구성되는, 연료 전지 어셈블리.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 전기적 연결은 상기 연료 전지 양단의 전압을 미리 결정된 전압으로 제어하도록 구성되는 연료 전지 전압 제어 엘리먼트를 포함하는, 연료 전지 어셈블리.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 연료 전지 전압 제어 엘리먼트는 상기 미리 결정된 전압이 상기 연료 전지 어셈블리의 작동 동안 구성가능하도록 제어가능한, 연료 전지 어셈블리.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 컨디셔닝 스위치 제어기는 상기 연료 전지 어셈블리의 스타트업 또는 셧다운 시에 상기 전기적 연결을 선택적으로 제공하기 위해 상기 컨디셔닝 스위치들을 가동시키도록 구성되는, 연료 전지 어셈블리.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 컨디셔닝 스위치 제어기는 복수의 상기 연료 전지 그룹들에 걸쳐 순차적으로 상기 전기적 연결을 선택적으로 제공하게끔 상기 컨디셔닝 스위치들을 가동시키도록 구성되는, 연료 전지 어셈블리.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 컨디셔닝 스위치 제어기는 상기 연료 전지 어셈블리의 전압이 미리 결정된 문턱치를 초과하는 것에 응답하여, 상기 전기적 연결을 선택적으로 제공하게끔 상기 컨디셔닝 스위치들을 가동시키도록 구성되는, 연료 전지 어셈블리.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 컨디셔닝 스위치 제어기는 연료 전지 성능의 측정치가 문턱치를 넘는 것에 응답하여, 상기 전기적 연결을 선택적으로 제공하게끔 상기 컨디셔닝 스위치들을 가동시키도록 구성되는, 연료 전지 어셈블리.
  14. 제13항에 있어서,
    연료 전지 성능의 상기 측정치는:
    i) 상기 연료 전지 어셈블리 내의 일산화탄소를 포함하는 오염물질들의 측정치; 또는
    ii) 상기 복수의 연료 전지들 내의 임의의 하나의, 또는 하나 초과의 연료 전지의 전압의 측정치; 또는
    iii) 냉각제를 갖는 개별적인 연료 전지, 또는 하나 초과의 연료 전지의 플러딩의 측정치; 또는
    iv) 온도 및 습도 중 적어도 하나를 포함하는 상기 연료 전지 어셈블리에 근접한(proximal) 환경 조건들의 측정치를 포함하는, 연료 전지 어셈블리.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 컨디셔닝 스위치 제어기는 적어도 상기 연료 전지 어셈블리의 상기 연료 전지 어셈블리를 통한 반응물 유동의 증가의 개시와 반응물 유량 또는 압력이 미리 결정된 레벨에 도달하는 것 사이에서 상기 전기적 연결을 선택적으로 제공하게끔 상기 컨디셔닝 스위치들을 가동시키도록 구성되는, 연료 전지 어셈블리.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 컨디셔닝 스위치 제어기는 연료 전지들 중 특정 연료 전지 양단의 전압이 상기 연료 전지 어셈블리 내의 적어도 하나의 다른 연료 전지에 대하여 음이 되었거나 또는 곧 음이 되려고 한다는 표시에 응답하여, 그 특정 연료 전지에 대하여 상기 전기적 연결을 선택적으로 제공하게끔 상기 컨디셔닝 스위치를 가동시키도록 구성되는, 연료 전지 어셈블리.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 컨디셔닝 스위치 제어기는 상기 컨디셔닝 스위치 또는 스위치들의 가동을 개시하기 위하여 상기 연료 전지 어셈블리 내의 각 연료 전지 양단의 전압을 모니터링하도록 구성되는, 연료 전지 어셈블리.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 컨디셔닝 스위치 제어기는 상기 연료 전지 어셈블리 내의 적어도 하나의 연료 전지에 대해 상기 전기적 연결을 선택적으로 제공하기 위한 상기 컨디셔닝 스위치의 가동에 의하여, 상기 적어도 하나의 연료 전지의 온도 제어를 제공하도록 구성되는, 연료 전지 어셈블리.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 컨디셔닝 스위치 제어기는 특정 연료 전지들의 컨디셔닝 스위치들을 선택적으로 가동시켜 그들의 온도를 증가시킴으로써 상기 연료 전지 어셈블리 내의 연료 전지들의 온도를 밸런싱하도록 구성되는, 연료 전지 어셈블리.
  20. 제1항에 있어서,
    상기 컨디셔닝 스위치 제어기는 상기 연료 전지 어셈블리의 스타트업 시에, 상기 전기적 연결을 제공하게끔 상기 연료 전지들 중 적어도 하나의 연료 전지의 컨디셔닝 스위치를 가동시키고, 그 연료 전지를 통한 전류 흐름이 문턱값에 도달하는 것에 응답하여, 상기 전기적 연결을 끊게끔 그것의 연관된 컨디셔닝 스위치를 가동시키도록 구성되는, 연료 전지 어셈블리.
  21. 제1항에 있어서,
    상기 컨디셔닝 스위치 제어기는 상기 연료 전지 어셈블리의 스타트업 시에, 상기 전기적 연결을 제공하게끔 상기 연료 전지 어셈블리 내의 제1 부분의 연료 전지들의 컨디셔닝 스위치들을 가동시키고, 특정 연료 전지를 통한 전류 흐름이 문턱값에 도달하는 것에 응답하여, 상기 전기적 연결을 끊게끔 그것의 연관된 컨디셔닝 스위치를 가동시키도록 구성되는, 연료 전지 어셈블리.
  22. 집합적으로 부하에 전력을 제공하기 위하여 함께 연결된 복수의 연료 전지들을 포함하는 연료 전지 어셈블리의 작동 방법에 있어서, 상기 연료 전지 어셈블리 내에 복수의 연료 전지 그룹들이 제공되고, 상기 연료 전지 그룹들 각각은 상기 연료 전지 어셈블리 내에 직렬 연결된 복수의 연료 전지들을 포함하며, 상기 방법은:
    상기 연료 전지 어셈블리의 제1 작동 모드에서, 상기 각각의 연료 전지 그룹 양단의 전압을 상기 부하와 독립적으로 제어하기 위하여, 상기 각각의 연료 전지 그룹 중 제1 위치에 위치된 제1 연료 전지의 애노드와 상기 각각의 연료 전지 그룹 중 최종 위치에 위치된 최종 연료 전지의 캐소드 사이의 전기적 연결을 선택적으로 제공하는 단계; 및
    상기 연료 전지 어셈블리의 제2 작동 모드에서 상기 전기적 연결을 비활성화하는 단계를 포함하는, 연료 전지 어셈블리의 작동 방법.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 연료 전지 어셈블리의 스타트업 또는 셧다운 시에 상기 전기적 연결을 선택적으로 제공하는 단계를 포함하는, 연료 전지 어셈블리의 작동 방법.
  24. 제22항에 있어서,
    상기 복수의 연료 전지 그룹들에 걸쳐 순차적으로 상기 전기적 연결을 선택적으로 제공하는 단계를 포함하는, 연료 전지 어셈블리의 작동 방법.
  25. 제22항에 있어서,
    상기 연료 전지 어셈블리의 전압이 미리 결정된 문턱치를 넘는 것에 응답하여, 상기 전기적 연결을 선택적으로 제공하는 단계를 포함하는, 연료 전지 어셈블리의 작동 방법.
  26. 제22항에 있어서,
    연료 전지 성능의 측정치가 문턱치를 넘는 것에 응답하여, 상기 전기적 연결을 선택적으로 제공하게끔 컨디셔닝 스위치들을 가동시키는 단계를 포함하는, 연료 전지 어셈블리의 작동 방법.
  27. 제26항에 있어서,
    연료 전지 성능의 상기 측정치는:
    i) 상기 연료 전지 어셈블리 내의 일산화탄소를 포함하는 오염물질들의 측정치; 또는
    ii) 상기 복수의 연료 전지들 내의 임의의 하나의, 또는 하나 초과의 연료 전지의 전압의 측정치; 또는
    iii) 냉각제를 갖는 개별적인 연료 전지, 또는 하나 초과의 연료 전지의 플러딩의 측정치; 또는
    iv) 온도 및 습도 중 적어도 하나를 포함하는 상기 연료 전지 어셈블리에 근접한 환경 조건들의 측정치를 포함하는, 연료 전지 어셈블리의 작동 방법.
  28. 제22항에 있어서,
    적어도 상기 연료 전지 어셈블리를 통한 반응물 유동의 증가의 개시와 반응물 유량 또는 압력이 미리 결정된 레벨에 도달하는 것 사이에서 상기 전기적 연결을 선택적으로 제공하는 단계를 포함하는, 연료 전지 어셈블리의 작동 방법.
  29. 제22항에 있어서,
    상기 연료 전지들 중 특정 연료 전지 양단의 전압이 상기 연료 전지 어셈블리 내의 적어도 하나의 다른 연료 전지에 대하여 음이 되었거나 또는 곧 음이 되려고 한다는 표시에 응답하여, 그 특정 연료 전지에 대하여 상기 전기적 연결을 선택적으로 제공하는 단계를 포함하는, 연료 전지 어셈블리의 작동 방법.
  30. 제29항에 있어서,
    상기 연료 전지 어셈블리 내의 각 연료 전지 양단의 전압을 모니터링하는 단계를 포함하는, 연료 전지 어셈블리의 작동 방법.
  31. 제22항에 있어서,
    상기 연료 전지 어셈블리 내의 적어도 하나의 연료 전지에 대해 상기 전기적 연결을 선택적으로 제공함으로써, 상기 적어도 하나의 연료 전지의 온도 제어를 제공하는 단계를 포함하는, 연료 전지 어셈블리의 작동 방법.
  32. 제22항에 있어서,
    특정 연료 전지들에 대해 상기 전기적 연결을 선택적으로 제공하여 그들의 온도를 증가시킴으로써 상기 연료 전지 어셈블리 내의 연료 전지들의 온도를 밸런싱하는 단계를 포함하는, 연료 전지 어셈블리의 작동 방법.
  33. 제22항에 있어서,
    상기 연료 전지 어셈블리의 스타트업 시에, 상기 연료 전지들 중 적어도 하나의 연료 전지에 대하여 상기 전기적 연결을 제공하고, 그 연료 전지를 통한 전류 흐름이 문턱값에 도달하는 것에 응답하여, 상기 전기적 연결을 끊는 단계를 포함하는, 연료 전지 어셈블리의 작동 방법.
  34. 제22항에 있어서,
    상기 연료 전지 어셈블리의 스타트업 시에, 상기 전기적 연결을 제공하게끔 상기 연료 전지 어셈블리 내의 제1 부분의 연료 전지들의 컨디셔닝 스위치들을 가동시키고, 특정 연료 전지를 통한 전류 흐름이 문턱값에 도달하는 것에 응답하여, 상기 전기적 연결을 끊게끔 그것의 연관된 컨디셔닝 스위치를 가동시키는 단계를 포함하는, 연료 전지 어셈블리의 작동 방법.
  35. 제22항에 있어서,
    상기 전기적 연결을 선택적으로 제공하는 단계는 30초 미만 동안 상기 전기적 연결을 제공하는 단계를 포함하는, 연료 전지 어셈블리의 작동 방법.


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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2533277B (en) * 2014-12-08 2017-12-06 Intelligent Energy Ltd Fuel cell assembly and associated method of operation
CN109792064B (zh) * 2017-08-15 2022-02-18 江苏清能新能源技术股份有限公司 燃料电池系统和其控制方法
DE102019215895A1 (de) * 2019-10-16 2021-04-22 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Inbetriebsetzen eines Brennstoffzellen-Stack
DE102019218870A1 (de) * 2019-12-04 2021-06-10 Robert Bosch Gmbh Brennstoffzelle, Brennstoffzellenstapel sowie Verfahren zum Betreiben eines Brennstoffzellenstapels
KR20230059610A (ko) * 2021-10-26 2023-05-03 주식회사 엘지에너지솔루션 셀 트레이

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000277136A (ja) 1999-03-24 2000-10-06 Sanyo Electric Co Ltd 固体高分子型燃料電池及び固体高分子型燃料電池の起動方法
KR100813247B1 (ko) 2006-10-17 2008-03-13 삼성에스디아이 주식회사 연료전지 시스템 및 그 운영방법
JP2008186673A (ja) 2007-01-29 2008-08-14 Toyota Motor Corp 燃料電池スタック

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7061139B2 (en) * 2001-02-13 2006-06-13 Utc Fuel Cells, Llc System for providing assured power to a critical load
US6858335B2 (en) * 2001-11-14 2005-02-22 Relion, Inc. Fuel cell power systems and methods of operating fuel cell power systems
CN100346519C (zh) * 2002-03-29 2007-10-31 埃斯特科电池管理有限公司 燃料电池健康管理系统
US20030224227A1 (en) * 2002-05-30 2003-12-04 Ballard Power Systems Inc. Conditioning and maintenance methods for fuel cells
DE60321109D1 (de) * 2002-10-31 2008-07-03 Matsushita Electric Ind Co Ltd Verfahren zum Betrieb eines Brennstoffzellensystems und Brennstoffzellensystem
KR20080016441A (ko) * 2006-08-17 2008-02-21 삼성에스디아이 주식회사 연료 전지 시스템 및 이를 이용한 연료전지 동작 방법
US7927752B2 (en) * 2007-03-09 2011-04-19 GM Global Technology Operations LLC Individual cell shorting during startup and shutdown using an integrated switch
KR100902507B1 (ko) * 2007-04-17 2009-06-15 삼성전자주식회사 전력 조절장치 및 그 운영방법
EP2351134A1 (en) * 2008-10-03 2011-08-03 UTC Power Corporation Low power control of fuel cell open circuit voltage
FR2951583B1 (fr) * 2009-10-19 2012-01-27 Commissariat Energie Atomique Prevention de la corrosion d'une pile a combustible
US8748051B2 (en) * 2010-03-17 2014-06-10 GM Global Technology Operations LLC Adaptive loading of a fuel cell
JP5640964B2 (ja) * 2011-12-13 2014-12-17 株式会社デンソー 電池監視装置
CN202712342U (zh) * 2012-06-14 2013-01-30 航天新长征电动汽车技术有限公司 一种燃料电池装置
KR102127293B1 (ko) * 2013-09-04 2020-06-26 에스케이이노베이션 주식회사 서브 전력 조절부를 이용한 연료전지 시스템의 제어 장치 및 제어 방법
GB2533277B (en) * 2014-12-08 2017-12-06 Intelligent Energy Ltd Fuel cell assembly and associated method of operation

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000277136A (ja) 1999-03-24 2000-10-06 Sanyo Electric Co Ltd 固体高分子型燃料電池及び固体高分子型燃料電池の起動方法
KR100813247B1 (ko) 2006-10-17 2008-03-13 삼성에스디아이 주식회사 연료전지 시스템 및 그 운영방법
JP2008186673A (ja) 2007-01-29 2008-08-14 Toyota Motor Corp 燃料電池スタック

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