TWI467845B

TWI467845B - 用於在不活動期間維持氫選擇性膜之系統及方法

Info

Publication number: TWI467845B
Application number: TW100136453A
Authority: TW
Inventors: William A Pledger
Original assignee: Idatech Llc
Priority date: 2010-10-11
Filing date: 2011-10-07
Publication date: 2015-01-01
Also published as: US8673510B2; WO2012051031A2; CN103269765B; US20120088168A1; CN103269765A; MX2013003996A; TW201230481A; ZA201302250B; WO2012051031A3

Description

用於在不活動期間維持氫選擇性膜之系統及方法

以下揭露內容是針對於用於降低及/或恢復可能由於在其僅為間歇操作來產生氫氣之產氫燃料處理系統中的閒置時間所加重的性能損失之系統及方法，且更特別是針對於用於降低及/或恢復其歸因於熱緩衝式產氫及/或燃料電池系統中的閒置時間而在氫選擇性膜滲透性的減小之系統及方法。

產氫燃料處理系統包括複數個系統構件，且其各者可在獨特的化學及/或物理環境中操作。此可包括在構件溫度的差異、在構件內所含有氣體流的壓力差異、及/或其內所含有材料的化學組成物的差異、經供應到其的諸流、及/或從該等構件所移除的諸流。該等構件的化學及/或物理環境亦可依據燃料電池系統的操作狀態或狀況而變化。

當連續操作且/或在穩態情況下，在產氫燃料處理系統的種種構件內的化學及/或物理環境可能傾向為相當固定。然而，當間歇操作，諸如當產氫燃料處理系統形成其可被利用作為輔助或備用電力系統之一部分的燃料處理系統，在系統構件之環境中的種種操作狀態及/或關聯改變之間的轉變可能導致在系統性能的減小。此性能的減小可能隨著不活動期間的長度增加而成為更顯著。

作為一個說明性而非排他性實例，用於燃料電池應用以及其需要高純度氫氣流的其他應用之產氫燃料處理系統可包括分離組件，其經設計將由氫產生組件所產生的混合氣體(即：重組)流分離成為產物氫流與副產物流。產物氫流包括以供用於燃料電池堆的必要純度的氫氣，且副產物流包括其存在於重組流中的其他氣體及/或污染物。分離組件可利用種種的技術，其中氫選擇性(或氫可滲透)膜為用來使氫氣淨化之有用技術的一個實例。

諸如可由鈀或鈀合金所形成的氫選擇性膜是對於氫氣為可滲透而對於其他氣體為不可滲透。此類的氫選擇性膜可在產氫系統操作期間從重組流有效移除諸如一氧化碳與其他氣體的雜質。然而，此等膜可能當產氫系統僅為間歇操作來產生氫氣而非為同樣有效，特別是若氫選擇性膜在不活動期間經維持在升高溫度且允許與氧化物及/或污染物成為接觸。尤其是，間歇使用的氫選擇性膜可能顯現對於氫氣的降低滲透性，造成在對應產氫系統中之產物氫流的低流量率與副產物流的流量率的對應增大。因此，存在有對於用於在不活動期間維持氫選擇性膜的氫滲透性之系統及方法的需要，其中該等膜被維持在膜的氧化可能發生的情況且/或其中該等膜可能經暴露到污染物。

本揭露內容是針對於用於禁止、降低、及/或恢復可能由於在其僅為間歇操作來產生氫氣之熱緩衝式產氫燃料處理系統及/或產氫燃料電池系統中的閒置時間所加重的性能損失(即：減小的氫滲透性)之系統及方法。該等系統及方法可附加或替代而言描述為用於在不活動期間維持熱緩衝式氫選擇性膜的氫滲透性之系統及方法。如在本文所更詳細論述，此等系統及方法可包括至少一部分的燃料電池系統之週期式操作，週期式將處理或其他液體及/或氣體流流通過至少一部分的燃料處理系統、將包覆氣體提供到至少一部分的燃料處理系統、且/或對至少一部分的燃料處理系統加壓。此等系統及方法可減小氧化物及/或污染物要擴散到至少一部分的燃料處理系統之潛在性且/或從該部分的燃料處理系統將污染物清除。該等系統及方法可更包括不活動操作狀態之使用，在不活動操作狀態中，至少該部分的產氫燃料處理系統是被維持在熱緩衝狀態中。該部分的燃料處理系統可包括其含有一或多個氫選擇性膜之該燃料處理系統的分離區域或其他部分。

根據本揭露內容之一種熱緩衝式產氫燃料處理系統12的一個說明性而非排他性實例是在圖1中顯示，熱緩衝式產氫燃料處理系統12包括原料遞送系統22與熱緩衝式燃料處理組件13。熱緩衝式產氫燃料處理系統12亦可被稱為燃料處理系統12且選用而言可形成一部分的產耗氫(hydrogen-producing and consuming)組件10，其可包括燃料電池系統42且選用而言可與耗能裝置46為連通。

就“熱緩衝”而言，意指的是，產氫燃料處理系統(諸如其產氫區域、分離組件、及/或燃料電池堆)是在其中對應部分的燃料處理系統為在不活動操作狀態或者非為針對其意圖(即：產生氫、淨化氫、及/或處理氫)目的所主動利用之期間被加熱到其為高於鄰近對應部分的燃料處理系統的周圍溫度(即：靠近的外部環境溫度)之溫度。此熱緩衝溫度或溫度範圍可包括在對應部分的系統被加熱到可能有效率實行其意圖功能的溫度(“熱引火(primed)”溫度)之溫度及/或在對應部分的系統被加熱而未到可能有效率實行其意圖功能的溫度(“熱加暖(warmed)”溫度)之溫度，諸如到可能完全不會實行功能的溫度或到可能僅為以相較於當被加熱到熱引火溫度時的降低容量或效率來實行此功能的溫度。

原料遞送系統22可將其可包括含碳原料18、水17、及/或氧氣15的一或多個進料流16提供到產氫區域19，產氫區域19可從其產生混合氣體流20。混合氣體流可經供應到分離組件80，其可將混合氣體流分離成為產物氫流14與副產物流68。選用而言，副產物流可經供應到加熱組件91，其可包括燃燒組件92，燃燒組件92可包括一或多個燃燒器。該一或多個燃燒器、燃燒組件、及/或加熱組件可經構成以將一部分的產氫燃料處理系統12加熱，諸如：到操作溫度或溫度範圍、及/或到熱緩衝(引火或加暖)溫度或溫度範圍。產物氫流14可為了任何適合目的而經利用。此選用而言可包括將產物氫流儲存諸如在氫儲存裝置90以供後續使用且/或將產物氫流供應到耗氫組件43，諸如到燃料電池系統42。氫儲存裝置90可包括適以儲存或者是容納一部分的產物氫流14的任何適合結構。氫儲存裝置90的說明性而非排他性實例包括任何適合的槽、壓力槽、及/或氫化物儲存基座。

當耗氫組件43包括燃料電池系統42，來自燃料電池系統的電氣功率輸出41可諸如透過能量儲存裝置50的使用而經儲存以供後續使用且/或經利用以滿足耗能裝置46所施加的電氣負載。能量儲存裝置50可包括適以儲存來自燃料電池堆的至少一部分電氣輸出的任何適合結構。根據本揭露內容之能量儲存裝置50的說明性而非排他性實例包括任何適合的電池、電容器、超電容器、超級電容器、及/或飛輪。熱緩衝式產氫燃料處理系統12及/或產耗氫組件10可更包括控制器100，其可接收指示種種系統構件的狀態的訊號且/或控制該等構件的操作。

在本揭露內容的範疇內而非為必要的是，耗能裝置46選用而言可與主要電源52為電氣連通。當耗能裝置46是與主要電源為電氣連通，產耗氫組件10可操作為輔助及/或備用電力系統56，其當主要電源52無法滿足至少一部分的施加負載而適以滿足由耗能裝置46所施加的負載。主要電源52包括任何適合結構，其適以供應主要電源電氣輸出54來滿足來自耗能裝置46的施加負載。主要電源的說明性而非排他性實例包括電力公用事業網柵、水力發電電源、太陽能電源、風力驅動電源、另一個燃料電池系統、及/或能量儲存裝置或系統。一些主要電源可包括能量儲存裝置或系統，且結合另一個電力來源，諸如：水力發電電源、太陽能電源、及/或風力驅動電源。

主要電源無法滿足至少一部分施加負載的一個說明性而非排他性實例包括主要電源無法滿足整個施加負載，諸如：當施加負載的大小是大於從主要電源可得的電氣輸出的大小。在此等情況下，產耗氫組件10可從主要電源補充電氣輸出且亦可被稱作為補充電源60。主要電源無法滿足至少一部分施加負載的另一個說明性而非排他性實例包括主要電源無法滿足任何施加負載，諸如：當從主要電源為沒有或僅有最小的電氣輸出。在此等情況下，產耗氫組件10可提供備用電力給耗能裝置46且亦可被稱作為備用電源58。主要電源無法滿足至少一部分施加負載的又一個說明性而非排他性實例包括來自主要電源的電氣輸出的穩定度為低於臨限穩定度位準。在此等情況下，產耗氫組件10可提供一些或全部的電力給耗能裝置46且亦可被稱作為補充電源60及/或備用電源58。

作為一個說明性而非排他性實例，根據本揭露內容的產氫燃料處理系統及/或產耗氫組件可包括(即：經構成以被操作在)複數個操作狀態。此類操作(或作業)狀態的說明性而非排他性實例包括：“關閉(off)”狀態，其中該燃料處理系統未經加熱且未接收進料流或產生混合氣體流；“執行(running)”狀態，其中該燃料處理系統經加熱到升高的溫度且接收原料流及產生混合氣體流；及，“不活動(inactive)”狀態，其中該燃料處理系統經維持在升高(熱緩衝)的溫度而未接收原料流及/或產生混合氣體流。可能(但非必要)利用的操作狀態的再一個說明性而非排他性實例是“故障(faulted)”狀態，其中該燃料處理系統已經偵出及/或遭受故障情況且正在轉變到關閉或不活動狀態且/或等待使用者輸入。如在本文所更詳細論述，在本揭露內容的範疇內的是，至少一部分燃料處理系統的溫度可能在執行及不活動狀態中經維持在升高的溫度，而該部分燃料處理系統內所含有材料的化學組成可在該二個狀態之間有差異。反之，該部分燃料處理系統的溫度以及於其含有材料的化學組成可能在執行與關閉狀態之間有差異。

熱緩衝式燃料處理組件13包括其界定內部隔室72的加熱容載結構70，內部隔室72至少容納分離組件80且可更包括其他構件136。可經納入而非必要納入在內部隔室72之內的其他構件136的說明性而非排他性實例包括產氫區域19、燃料電池堆40、加熱組件91、及/或一部分的原料遞送系統22、以及與上述構件相關聯的任何適合的閥、導管、及/或管路。亦在本揭露內容的範疇內的是，內部隔室72可包括附加的系統構件。進一步在本揭露內容的範疇內的是，在內部隔室72之內所容納的構件可經維持在實質相同溫度；然而，亦在本揭露內容的範疇內的是，在內部隔室之內所容納的構件可經維持在不同溫度。此可用任何適合方式來達成，諸如：透過用於在內部隔室之內所容納種種構件的個別加熱組件91之使用、特定構件與加熱組件的距離、用以指引及/或控制來自加熱組件的熱流之諸如擋板、支架、隔板及/或類似者的內部結構、及/或複數個加熱容載結構之使用，各個加熱容載結構具有其經維持在個別溫度及/或溫度範圍的內部隔室。亦在本揭露內容的範疇內的是，加熱容載結構70可包括絕緣71，其可降低內部隔室72與環境之間的熱轉移率且/或控制在內部隔室之內所容納的構件間的熱流。

在熱緩衝式燃料處理系統12之中，加熱組件91是適以將內部隔室、與在其內所容納的結構加熱且維持在臨限溫度或在臨限溫度範圍內。在本揭露內容的範疇內的是，此臨限溫度、或溫度範圍可對應於針對在內部隔室之內所容納的至少一個結構的適合穩態操作溫度且可被稱作為熱引火溫度或熱引火溫度範圍。當內部隔室經維持在熱引火溫度範圍內，在內部隔室之內所容納的構件可經操作在其穩態操作溫度或溫度範圍而無需附加的加熱來達到穩態操作溫度或溫度範圍。熱引火燃料處理以及燃料電池系統的說明性而非排他性實例是經描述於美國專利第7,659,019號與美國專利申請案公告第2010/0136453號，其完整的揭露內容是以參照方式而納入本文。

在本揭露內容的範疇內的是，此臨限溫度或溫度範圍是對應於其為大於環繞熱緩衝式產氫燃料處理系統的周圍環境的溫度而小於對於在內部隔室之內所容納的至少一個結構的適合穩態操作溫度或溫度範圍之溫度且可被稱作為熱加暖溫度或熱加暖溫度範圍。當內部隔室經維持在熱加暖溫度範圍內，在本揭露內容的範疇內的是，在內部隔室之內所容納的構件可能為能夠操作在此熱加暖溫度而無需附加的加熱，但操作在此降低溫度可能包括以降低容量來操作。然而，亦在本揭露內容的範疇內的是，在內部隔室之內所容納的構件可能在其意圖或完全作用的操作之前而從熱加暖溫度範圍經加熱且/或需要加熱到穩態溫度範圍。

進料流16可經由任何適合機構而遞送到熱緩衝式產氫燃料處理系統12的產氫區域19。儘管單一個進料流16是以實線而顯示在圖1中，在揭露內容的範疇內的是，超過一個進料流16可經使用且此等流可含有相同或不同原料。此是由圖1中的虛線所示的第二進料流16之納入來示意說明。當進料流16含有二或多個成分，諸如：含碳原料18與水17，該等成分可用相同或不同的進料流來遞送。舉例來說，當燃料處理器是適以從含碳原料與水來產生氫氣，且選用而言(至少直到二流為蒸發或用其他方式為氣態)，當其彼此為非可溶混，此等成分是典型為以個別流來遞送，諸如在圖1中將參考編號17與18指向不同進料流所示。當含碳原料是與水為可溶混，原料可用進料流16的水成分來遞送，諸如在圖1中將參考編號17與18指向相同進料流16所示。舉例來說，當燃料處理器接收含有水與水溶性醇(諸如：甲醇)的進料流，此等成分可經預先混合且遞送為單一個流。

在圖1中，進料流16經顯示為藉由原料遞送系統22所遞送到燃料處理器12，原料遞送系統22示意代表用於將進料流選擇性遞送到燃料處理器的任何適合機構、裝置、或其組合。舉例來說，遞送系統可包括一或多個泵，其為適以從一或多個供應處來將流16的成分遞送。附加或替代而言，原料遞送系統22可包括閥組件，其適以調節來自加壓供應源的成分的流量。此供應源可位在燃料處理組件的外部，或其可被容納在該組件內或鄰近該組件。當進料流16是以超過一個流而遞送到燃料處理器，諸流可由相同或個別的原料遞送系統來遞送。原料遞送系統的說明性而非排他性實例是經揭示於美國專利第7,601,302號、第6,375,906號、第7,135,048號、與第6,890,672號、以及於美國專利申請案公告第2009/0155642號，其完整揭露內容是以參照方式而納入本文。

產氫區域19可利用任何適合的處理或機構來從進料流16產生氫氣且可被容納在內部隔室72之內或在內部隔室72的外部。從產氫區域輸出的混合氣體流20含有氫氣作為大多數的成分。混合氣體流20可包括一或多個附加的氣體成分，其亦可被稱作為污染物或雜質，且因而可被稱作為其含有氫氣作為其大多數成分且還含有其他氣體作為少數成分的混合氣體流。如在本文所論述，用於從進料流16來產生氫氣的適合機構的說明性而非排他性實例包括：蒸汽重組、自動熱重組、與部分氧化重組，其中重組催化劑被用以從含有含碳原料18與水17的進料流16來產生氫氣。適合的含碳原料18的實例包括至少一個碳氫化合物或醇。適合的碳氫化合物的實例包括甲烷、丙烷、天然氣、柴油、煤油、汽油、與類似者。適合的醇的實例包括甲醇、乙醇、與聚醇，諸如：乙二醇與丙二醇。用於從進料流16來產生氫氣的其他適合機構包括氨分解、水的電解、與水-氣體-轉移反應。適合的產氫區域及/或機構的說明性而非排他性實例是經揭示於美國專利第6,221,117號、第5,997,594號、與第5,861,137號、以及於美國專利申請案公告第2001/0045061號、第2003/0192251號、與第2003/0223926號，其完整揭露內容是以參照方式而納入本文。

蒸汽重組是其可經運用在產氫區域19中的產氫機構的一個說明性而非排他性實例，其中進料流16包含水與含碳原料。在蒸汽重組過程中，產氫區域19含有適合的蒸汽重組催化劑23，如在圖1中的虛線所指出。在此類的實施例中，燃料處理器可被稱作為蒸汽重組器，產氫區域19可被稱作為重組區域，且輸出或混合氣體流20可被稱作為重組流。如在本文所使用，重組區域19是指其利用本文所論述的任何產氫機構的任何產氫區域。可能存在於重組流中的其他氣體可包括一氧化碳、二氧化碳、甲烷、蒸汽、及/或未經反應的含碳原料。

蒸汽重組是典型以200℃與900℃之範圍中的溫度及以50 psi與300 psi之範圍中的壓力來操作，雖然在此範圍外的溫度與壓力是在本揭露內容的範疇內。當含碳原料是甲醇，產氫蒸氣重組反應將典型操作在約200-500℃的溫度範圍中。此範圍的說明性子集合包括350-450℃、375-425℃、與375-400℃。當含碳原料是碳氫化合物、乙醇、或類似的醇，約400-900℃的溫度範圍將典型為使用於蒸氣重組反應。此範圍的說明性子集合包括750-850℃、725-825℃、650-750℃、700-800℃、700-900℃、500-800℃、400-600℃、與600-800℃。在本揭露內容的範疇內，對於產氫區域而言為包括二或多個區或部分，其各者可經操作在相同或不同溫度。舉例來說，當產氫流體包括碳氫化合物，在一些實施例中可能合意包括二個不同的產氫部分，其中一者是相較於另一者為操作在較低溫度以提供預重組區域。在此類實施例中，燃料處理系統可替代描述為包括二或多個產氫區域。

當內部隔室包括產氫區域19，熱緩衝溫度或溫度範圍的說明性而非排他性實例可包括在100℃與900℃之間的溫度，其包括150℃、175℃、200℃、225℃、250℃、275℃、300℃、325℃、350℃、375℃、400℃、425℃、450℃、500℃、550℃、600℃、700℃、與800℃的溫度、以及在200-800℃、200-500℃、250-450℃、275-450℃、300-400℃、350-450℃、400-850℃、500-800℃、與600-700℃之範圍中的溫度，雖然在此等範圍外的溫度亦為在本揭露內容的範疇內。應被瞭解的是，對於產氫區域的適合的熱緩衝(包括熱引火與熱加暖)溫度與溫度範圍可取決於種種的因素而變化，其說明性而非排他性實例可包括：產氫區域的特定組態、在其中經反應的原料、經利用來從原料產生氫氣的催化劑及/或產氫機構、等等。對於產氫區域的熱引火溫度的說明性而非排他性實例包括當含碳原料包括醇時在250℃與400℃之間的溫度、以及當含碳原料包括碳氫化合物時在600℃與900℃之間的溫度，其包括上述說明性的溫度與溫度範圍。對於產氫區域的熱加暖溫度的說明性而非排他性實例包括其為大於鄰近產氫區域的周圍溫度而小於最小熱引火產氫溫度的溫度。更明確的說明性而非排他性實例包括當含碳原料包括醇時在100℃與250℃之間的溫度、以及當含碳原料包括碳氫化合物時在100℃(且選用而言為250℃或400℃)與600℃之間的溫度。

如在本文所更詳細論述，至少一部分的分離組件80被容納在加熱容載結構70的內部隔室72之內且將混合氣體流20分成產物氫流14與副產物流68。產物氫流14包括氫氣且可包括當相較於混合氣體流為提高濃度的氫氣與降低濃度的至少一個雜質(或其他氣體)之中的至少一者。根據本揭露內容之分離組件的說明性而非排他性實例包括膜分離組件82，其利用至少一個氫可滲透膜來將混合氣體流分成產物氫流與副產物流。利用至少一個氫選擇性膜的分離組件、包括其構件與其操作方法的說明性而非排他性實例是經描述於美國專利第5,997,594號、第6,152,995號、第6,221,117號、第6,319,306號、第6,419,728號、第6,494,937號、第6,537,352號、第6,547,858號、第6,562,111號、第6,569,227號、與第6,723,156號以及於美國專利申請案公告第2007/0266631號與第2008/0138678號。

在內部隔室72之內所容納的分離組件80包括至少一個膜分離組件82。膜分離組件82包括至少一個氫選擇性膜84，且選用而言可包括複數個氫選擇性膜84，其將該分離組件分成保留側、或保留區域88與滲透側、或滲透區域86。混合氣體流20是經接收在保留側88之內且在混合氣體流內所含有的氫氣是透過氫選擇性膜而擴散到滲透側86，在其處，氫氣是從膜分離組件所移除為產物氫流14。當分離組件接收由流重組器或其利用重組反應來產生混合氣體流的其他產氫區域所產生的混合氣體流20，保留側可被稱作為重組側(或重組區域)。

未擴散透過氫選擇性膜的部分混合氣體流可包括在混合氣體流20之內所含有的雜質、以及在其內所含有的部分氫氣，且可從膜分離組件經排出作為副產物流68。相對於混合氣體流20，副產物流68因此含有較大濃度的雜物(或其他氣體)及/或較低濃度的氫氣。副產物流68可用任何適合方式來作處理，包括：排出到在熱緩衝式產氫燃料處理系統外的環境、在排出之前而作化學處理及/或反應、供應作為對於燃燒組件92的燃料流、利用作為對於另一個化學製程的反應物流、及/或儲存以供後續使用。

氫選擇性膜84是由任何的適合材料所形成，其致使氫氣能夠經由其擴散而限制在混合氣體流之內所含有的其他材料之擴散。根據本揭露內容之氫選擇性膜84的說明性而非排他性實例包括由鈀、鈀合金、含銅的鈀合金、含銀的鈀合金、與含金的鈀合金所構成的膜、以及由實質為純或成合金的金屬所構成的其他金屬膜。含有鈀與銅的合金之適合的氫選擇性膜組成之說明性而非排他性實例包括具有15-45 wt%銅的合金，其包括具有15-25 wt%銅、35-45 wt%銅、20 wt%(或約20 wt%)銅、或40 wt%(或約40 wt%)銅的合金。適合的氫選擇性膜、膜組成、與含有氫選擇性膜的分離組件之說明性而非排他性實例是經揭示於美國專利第6,537,352號以及於美國專利申請案公告第2008/0210088號，其完整揭露內容是以參照方式而納入本文。

當內部隔室包括膜分離組件82，其利用由鈀、鈀合金、或另一個可氧化的氫選擇性材料所形成的至少一個氫選擇性膜，熱緩衝溫度或溫度範圍的說明性而非排他性實例包括其為至少100℃的溫度，其包括大於175℃、200℃、250℃、275℃、300℃、350℃、400℃、與450℃的溫度、以及在100-500℃之範圍中的溫度，其包括在100-450℃、150-425℃、200-400℃、225-350℃、275-450℃、100-275℃、140-240℃、350-450℃、與300-500℃之範圍中的溫度，雖然在此等範圍外的溫度亦為在本揭露內容的範疇內。對於特定分離組件的特定熱引火與熱加暖溫度可取決於種種的因素而變化，其說明性而非排他性實例可包括：分離組件的架構、在其利用的氫選擇性膜的組成、分離組件的外殼及/或其他構件的組成、等等。

作為一個特別而非排他性實例，對於利用其含有鈀與約35-45 wt%銅的合金的氫選擇性膜之分離組件，適合的熱引火溫度包括在300-450℃之範圍中的溫度，且熱加暖溫度包括其大於鄰近分離組件的周圍溫度且小於300℃的溫度(即：在25℃與300℃之間的溫度範圍中)。對於此類的膜，在小於200℃的熱加暖溫度，該等膜可能未提供混合氣體流成為產物與副產物流的分離，即使該等膜為經加熱到熱緩衝溫度。作為再一個說明性而非排他性實例，在溫度250℃的膜可能具有氫滲透性為其在溫度400℃的對應氫滲透性的約60%。

對於含有具有一或多個氫選擇性膜84的膜分離組件82的既定分離組件80，要利用的熱緩衝溫度可基於種種因素中的一或多者來選擇。此類因素的說明性而非排他性實例包括：膜的組成、膜的表面積、將由膜分離組件所產生的氫氣的期望流量率、將遞送到膜分離組件的混合氣體流的組成及/或流量率、對於膜分離組件要維持在其熱引火狀態(及/或在其較佳的氫滲透性)的需求、對於膜分離組件為在不活動狀態時的降低氫滲透性(若有的話)的可接受度、設計偏好、對於氫選擇性膜可在存有對於分離組件要使氫產生區域所產生的混合氣體流淨化的需要之後而經加熱的容許(若有的話)時間及/或程度、等等。

加熱組件91可利用任何適合結構來將熱量供應到加熱容載結構70的內部隔室72及/或到其內所容納的構件。此可包括燃燒組件92及/或電氣加熱組件93。當加熱組件91包括燃燒組件92，用於燃燒組件92的燃料可由任何適合的來源所提供。用於燃燒組件92的燃料的說明性而非排他性實例包括副產物流68(如在本文所更詳細論述)、產物氫流14、混合氣體流20、進料流16、含碳原料18、或任何其他可燃燒的燃料來源。用於電氣加熱組件93的電能來源的說明性而非排他性實例包括由能量儲存裝置50、燃料電池堆40、及/或主要電源52所供應的能量。

由燃料處理組件所產生的產物氫流14可經遞送到燃料電池系統42的燃料電池堆40。燃料電池堆是從諸如氫氣的質子源與諸如氧氣的氧化劑來產生電能的裝置。是以，燃料電池堆可適以接收至少一部分的產物氫流14與(或含有)氧氣流(其典型經遞送為空氣流)且從其產生電流。此為示意說明在圖1中，其中燃料電池堆是以40所指出且產生電流或功率輸出，其是以41所示意說明。燃料電池堆40含有至少一個(且典型為多個)燃料電池44，其適以從氧化劑與被遞送到其的部分產物氫流14來產生電流。燃料電池典型為在共同端板48之間經接合在一起，其含有流體遞送/移除導管，雖然此架構並非對於所有的實施例為必要。適合的燃料電池的說明性而非排他性實例包括：質子交換膜(PEM,proton exchange membrane)燃料電池、高溫質子交換膜燃料電池、低溫質子交換膜燃料電池、聚苯并咪唑(PBI,polybenzimidazole)膜燃料電池、鹼性燃料電池與磷酸燃料電池，雖然其他型式的燃料電池亦為在本揭露內容的範疇內。

如在本文所更詳細論述，燃料電池堆40可包括熱緩衝式燃料電池堆，其選用而言可被容納在加熱容載結構70之內且經加熱到燃料電池堆熱緩衝溫度或溫度範圍。當燃料電池堆包括其容納在加熱容載結構70內的聚合物電解質膜燃料電池堆，燃料電池堆熱緩衝溫度或溫度範圍的說明性而非排他性實例可包括在40℃與100℃之間的溫度，其包括(或至少) 40℃、45℃、50℃、55℃、60℃、65℃、70℃、75℃、80℃、85℃、90℃、與95℃的溫度、以及在40-80℃、50-60℃、60-80℃、60-95℃、70-90℃、與75-85℃之範圍中的溫度，雖然在此等範圍外的溫度亦為在本揭露內容的範疇內。對於燃料電池堆的熱加暖溫度的說明性而非排他性實例包括在40℃與60℃之間的溫度。對於燃料電池堆的熱引火溫度的說明性而非排他性實例包括在65℃與95℃之間的溫度。

如在本文所更詳細論述，由堆40所產生的電流或功率輸出41可被使用來滿足至少一個關聯耗能裝置46的能量需求、或施加負載。耗能裝置46的說明性而非排他性實例包括而不應受限於工具、燈具或照明組件、器具(諸如家用或其他器具)、家用或其他住宅、辦公室、或其他商用機構、電腦、發訊或通訊設備、等等。同理，燃料電池堆40可被使用來滿足燃料電池系統42的功率需求，其可稱作為燃料電池系統的廠內其他系統(balance-of-plant)功率需求。耗能裝置46是在圖1中經示意說明且意指代表一或多個裝置、或一堆裝置，其為適以從燃料電池系統取得電流或將電氣負載施加到燃料電池系統。

如在圖1所示且在本文所論述，根據本揭露內容的熱緩衝式產氫燃料處理系統12可包括控制器100，其為適以或構成以控制至少一部分的熱緩衝式產氫燃料處理系統的操作。作為說明性而非排他性實例，且如在圖1中的虛線所示，控制器100可經構成來接收其指示熱緩衝式產氫燃料處理系統的種種構件狀態的狀態訊號102且可產生控制訊號104以至少部分基於狀態訊號的值及/或控制器內部的計算來控制熱緩衝式產氫燃料處理系統的種種構件操作。此控制可由使用者手動、透過電子控制器的使用、或透過此二者的組合來實施。控制器可包括任何適合型式與數目的裝置或機構來實施且提供熱緩衝式產氫燃料處理系統的期望監視及/或控制。

作為說明性而非排他性實例，適合的控制器可採取類比或數位電路的形式、連同適當的電子指令，其可經儲存在磁性媒體或諸如唯讀記憶體(ROM,readonly memory)、可程式唯讀記憶體(PROM,programmable read only memory)或可抹除可程式唯讀記憶體(EPROM,erasable programmable read only memory)的可程式記憶體，且可整合成為熱緩衝式產氫燃料處理系統12中的一或多個系統或組件或為個別、獨立式計算裝置。控制器可為適以或者經程式規劃或設計來控制熱緩衝式產氫燃料處理系統的操作在該系統且包括其種種構件的複數個操作狀態中。根據本揭露內容之控制器100的說明性而非排他性實例是經描述於美國專利第6,383,670號、第6,495,277號、第6,811,908號、第6,835,481號、第6,979,507號、第7,208,241號、與第7,390,587號、以及於美國專利申請案公告第2005/0266284號、第2005/0266285號、第2006/0024540號、第2006/0134473號、與第2008/0176118號，其完整的揭露內容是以參照方式而納入本文。

如在本文所更詳細論述，控制器100可至少部分基於熱緩衝式產氫燃料處理系統的種種構件的狀態及/或控制器內部的計算來控制至少一部分的熱緩衝式產氫燃料處理系統12及/或產耗氫組件10的操作。狀態訊號102的說明性而非排他性實例可(但是非必要)包括控制器100接收狀態訊號，其指示熱緩衝式產氫燃料處理系統12的種種構件的操作狀態、以及構件的溫度及/或在其內所含有流的溫度、壓力、濃度、流量率、及/或濕度。更明確且仍為說明性而非排他性實例包括控制器100接收狀態訊號102，其指示氫選擇性膜的氫滲透性、燃料電池堆的水合位準、燃料電池堆的電氣阻抗、在分離組件內的壓力、及/或在內部隔室72內的構件的溫度、及/或主要電源系統52要滿足由耗能裝置46所施加的電氣負載的能力。

可由控制器100所控制之部分的熱緩衝式產氫燃料處理系統的說明性而非排他性實例包括任何適合的閥、泵、壓縮器、流量調節裝置、溫度調節裝置、電能調節裝置、壓力調節裝置與類似者。更明確且仍為說明性而非排他性實例包括：控制器100控制進料流16的流量率，諸如藉由控制在原料遞送系統22所包括的種種泵、壓縮器、閥、及/或質量流量控制器的操作；控制器100控制內部隔室72及/或於其所容納的種種系統構件的溫度，諸如藉由控制對於電氣加熱組件93的電能供應及/或對於燃燒組件92的可燃燃料及/或氧化劑的流量率；控制器100控制重組區域19、分離組件80、及/或燃料電池堆40的溫度；控制器100控制由耗能裝置46的功率輸出41的消耗；控制器100控制在熱緩衝式產氫燃料處理系統12內所含有的一或多個材料的濃度；控制器100控制混合氣體、產物氫、及/或副產物流的流量率；控制器100控制在分離組件內的壓力；及/或控制器100控制諸如原料遞送系統22、產氫區域19、分離組件80、燃料電池堆40、及/或熱緩衝式燃料處理組件13之其構成熱緩衝式產氫燃料處理系統12的種種構件的操作及/或操作狀態。

圖2提供熱緩衝式分離組件80的一個說明性而非排他性實例，分離組件80包括膜分離組件82，其如所論述含有至少一個氫選擇性膜84。如所說明，熱緩衝式分離組件形成一部分的熱緩衝式產氫燃料處理系統12。如在本文所更詳細論述，在執行狀態期間，混合氣體流20可經供應到膜分離組件82的保留側88且在膜分離組件內而經分離成為產物氫流14與副產物流68。然而，在關閉、不活動及/或故障狀態期間，混合氣體流可能未被供應到膜分離組件。因此，在分離組件內的壓力可能在(或可能接近)周圍及/或大氣壓力，且大氣空氣可擴散到或者進入分離組件且接觸在其內的氫選擇性膜。作為說明性而非排他性實例，空氣可由於沿著混合氣體導管64朝下擴散透過混合氣體流入口81、由於沿著產物氫流導管66朝下擴散透過產物氫流出口85、且/或由於沿著副產物流導管62朝下擴散透過副產物流出口83而進入分離組件。

大氣或環境的空氣含有氧氣，其當膜被維持在熱緩衝溫度(諸如：在本文所論述的溫度)而經允許接觸膜時，可能降低膜的氫滲透性。舉例來說，此在氫滲透性的減小可為由使氫選擇性膜氧化的氧氣所引起。除了氧氣之外，接觸膜的此空氣還可能含有其他的污染物，其當在熱緩衝溫度而暴露到其時亦可能減小膜的氫滲透性。可減小熱緩衝式氫選擇性膜的氫滲透性之此類污染物的說明性而非排他性實例包括氧化劑(除了氧氣之外)、鹵素、鹽類(諸如：氯化鈉)、一氧化碳、氨、硫化氫、硫氧化物、與抑制劑。

如在本文所使用，“滲透性減小污染物”及/或“滲透性減小組成物”是指氧氣、抑制劑、與其減小熱緩衝式氫選擇性膜的氫滲透性之其他污染物。此等滲透性減小污染物/組成物將通常為氣體(氣態)，但其可能採取其他形式，諸如：就氯化鈉與可減小熱緩衝式氫選擇性膜的氫滲透性之其他鹽類的說明性而非排他性實例而言。在滲透性的此減小可能為可逆或可修復，諸如：透過膜的還原(即：將膜暴露到還原環境、或還原氣體)來將經形成的氧化物及/或經吸附的污染物移除。舉例來說，歸因於膜的氧化及/或經吸附的一氧化碳或硫化氫而在滲透性的減小可藉由將膜暴露到諸如在本文揭示的還原環境來逆轉或修復。如在本文所使用，術語“吸附(sorb)”意指藉由尤其包括吸附、吸收、化學結合、或其組合的任何過程來使組成物、污染物、或其他物種的氣體結合及/或保留。是以，如在本文所使用，術語“釋出(desorb)”意指使經結合(或經吸附)的物種釋放或解放。

一些滲透性減小污染物/組成物可造成在其為非可逆或可修復之熱緩衝式氫選擇性膜的氫滲透性的減小。舉例來說，一些抑制劑可能藉由將膜暴露到還原環境而未從膜所移除。是以，防止或者禁止此等滲透性減小污染物/組成物接觸氫選擇性膜(諸如：經由在本文揭示的系統及/或方法)可於產氫燃料處理系統及/或其對應分離組件為在關閉、不活動、或其他“未執行”操作狀態期間維持膜的氫滲透性。換言之，藉由防止或者禁止在膜與滲透性減小污染物/組成物之間的接觸，可避免可能從其造成其他方式之膜的氫滲透性。

如在本文所論述，諸如用不含有氧化劑或其他滲透性減小污染物/組成物或不含有其充分濃度的氣體或氣體流來維持膜的暴露，將膜維持在非氧化環境中可防止或禁止在膜的氫滲透性的減小。同理，防止在熱緩衝式氫選擇性膜與一或多個滲透性減小污染物/組成物之間的接觸或暴露亦可防止或者是禁止在膜的氫滲透性的減小。儘管此為在本揭露內容的範疇內，亦為在本揭露內容的範疇內的是，可允許滲透性的一些可逆的減小。舉例來說，且如在本文所論述，膜的週期式、間歇暴露到還原氣體可被利用來提高其諸如歸因於暴露到氧氣或其他滲透性減小污染物/組成物而滲透性已經減小之熱緩衝式氫選擇性膜的氫滲透性。

是以，在本文所指之維持熱緩衝式氫選擇性膜(諸如：膜84)的氫滲透性可包括逆轉、或者是消除、修復、或補救在氫滲透性的現存減小且/或防止在膜的氫滲透性的減小。然而，此術語無意要求上述二者。為了簡明，以下論述將主要討論歸因於氫選擇性膜的氧化(諸如：由於氧氣)而在氫滲透性的減小，但在本揭露內容的範疇內的是，以下論述可被應用到在氫滲透性的其他減小，包括由於暴露到其他滲透性減小污染物/組成物所引起的減小，諸如在本文論述的彼等者。換言之，由於其他的起因、修復、維持過程、滲透性減小污染物/組成物、等等是在本揭露內容的範疇內，以下實例是意圖為了說明而非限制。

作為一個說明性而非排他性實例，且如在本文所更詳細論述，在執行狀態期間，副產物流68可從分離組件80流通到燃燒組件92且在其經燃燒來將熱量供應到熱緩衝式產氫燃料處理系統。在此等情況下，通過副產物導管的氧氣及/或其他滲透性減小污染物/組成物可歸因於副產物流有關大氣壓力的正壓力而為最小或甚至完全防止。然而，且如在本文所更詳細論述，在關閉、故障及/或不活動狀態中，可能沒有通過副產物導管的副產物流的流量。在此等情況下，氧氣及/或其他滲透性減小污染物/組成物可能透過燃燒器孔口94而進入燃燒組件92且為沿著副產物流導管62朝上擴散到分離組件80而與氫選擇性膜84成為接觸。甚至當諸如止回閥或電磁閥的習用流量控制裝置經利用，可能發生氧氣及/或其他滲透性減小污染物/組成物的一些擴散。

進入該分離組件的氧氣及/或其他滲透性減小污染物/組成物可能與氫選擇性膜84反應，減小了氫選擇性膜的氫滲透性。膜氧化的程度、連同在氫選擇性膜的滲透性減小量可隨著氫選擇性膜的溫度、分離組件的溫度、及/或氫選擇性膜被暴露到氧氣及/或其他滲透性減小污染物/組成物的時間期間而變化。作為再一個說明性而非排他性實例，包括鈀或鈀合金的氫選擇性膜可在高於約200℃的溫度而氧化以在暴露到空氣時形成氧化鈀。氧化的速率與程度是隨著溫度升高而提高，且膜表面可在400℃與500℃之間的溫度而完全氧化。

此等經氧化的鈀膜之隨後暴露到還原氣體或還原環境(諸如：藉由暴露到氫氣)可使膜還原，移除表面氧化物且使氫滲透性恢復。然而，表面氧化物的還原可能需要大量的時間，增加要將分離組件從關閉、不活動、及/或故障狀態轉變到執行狀態所需的時間。此外，在以升高溫度來延長暴露到氧氣及/或其他滲透性減小污染物/組成物之後，膜滲透性可能經永久改變。由於膜氧化的速率可隨著提高溫度與增加暴露時間而提高，在膜分離組件的氫滲透性的氧化之影響可能對於其操作在不活動狀態的熱緩衝式產氫燃料處理系統而提高，不活動狀態包括當氫選擇性膜被暴露到氧氣及/或其他滲透性減小污染物/組成物時而將至少該膜分離組件維持在升高溫度。

不活動狀態亦可被稱作為不活動期間或不活動週期且可包括其中分離組件被維持在熱緩衝溫度範圍而混合氣體流並未被供應到分離組件的任何時間期間。如此，歸因於混合氣體流並未被遞送到分離組件，由此推斷的是，產物氫流並未由分離組件所產生且副產物流並未由分離組件所產生。根據本揭露內容之不活動期間的說明性而非排他性實例可包括：其中沒有對於產物氫流之需求的時間期間，其包括其中耗氫組件43、燃料電池堆40、及/或氫儲存裝置90沒有對於產物氫流之需求；其中產氫區域並未產生混合氣體流的時間期間；其中原料流並未被供應到產氫區域的時間期間；其中分離組件並未產生產物氫流的時間期間；及/或，其中沒有對於來自燃料電池堆的電氣輸出之需求的時間期間。

在本文所揭露的系統及方法可減小由將氫選擇性膜於延長時間期間維持在不活動狀態所造成在氫選擇性膜的氫滲透性上的長期影響。附加或替代而言，在本文所揭露的系統及方法可藉由減少要將系統加熱到其執行溫度(其亦可稱作為其穩態操作溫度)所需的時間、且/或藉由減少對於膜分離組件的至少氫選擇性膜要達到其標稱、額定、期望、及/或穩態的氫滲透性或氫分離率所需的時間來減少要將該系統從不活動狀態轉變到執行狀態所需的時間。此等者可包括其減小可能與氫選擇性膜成為接觸的氧氣及/或其他滲透性減小污染物/組成物之量的系統及方法、及/或其從分離組件將存在於分離組件內的氧氣及/或其他滲透性減小污染物/組成物以週期式移除的系統及方法。

如在圖2所示，隔離裝置96可位在混合氣體導管64、產物氫導管66、及/或副產物導管62之中的一或多者上且可減小對於氧氣及/或其他滲透性減小污染物/組成物擴散到分離組件中的潛在性。根據本揭露內容之隔離裝置96的說明性而非排他性實例可包括其適以阻礙氧氣及/或其他滲透性減小污染物/組成物到分離組件之流動的任何適合結構且可包括任何適合的閥97及/或吸附材料或吸附媒體98，其構成以吸附氧氣及/或一或多個其他滲透性減小污染物/組成物。由此推斷的是，若此等污染物/組成物被阻止為不能夠接觸一或多個氫選擇性膜，則其無法減小在熱緩衝式分離組件中的一或多個氫選擇性膜的氫滲透性。至少對於氧氣而言為適合的吸附劑的說明性而非排他性實例包括鈰及/或鈰化合物、低溫轉移的催化劑、含有銅與鋅的催化劑與化合物、等等。此類的吸附劑可經選擇在氫選擇性膜被維持於分離組件中的熱緩衝溫度為穩定、且/或在氫氣及/或由對應產氫區域所產生的混合氣體流之前為穩定。吸附劑在利用時可藉由暴露到諸如氫氣的還原氣體而還原且/或釋出，雖然附加或替代在本揭露內容的範疇內而言，吸附劑在利用時被容納在可替換或可拋棄的匣中，諸如當吸附劑為不(或不容易)重新裝填或釋出時。

描繪其減小可能與熱緩衝式產氫組件的氫選擇性膜成為接觸的氧氣及/或其他滲透性減小污染物/組成物的量之方法150的一個說明性而非排他性實例的流程圖是經示意顯示在圖3中。方法150可包括在步驟152之確定一或多個供應準則是否已經滿足的步驟。若供應準則未被滿足，該種方法包括等待直到供應準則滿足為止。若供應準則已經滿足，該種方法選用而言包括在步驟154之產生非氧化氣體流以及在步驟156之將非氧化氣體流供應到分離組件。該種方法選用而言可包括在步驟158之用非氧化氣體流來使分離組件淨化的步驟，且進一步選用而言可包括在步驟160之用非氧化氣體流來對分離組件加壓的步驟。該種方法接著包括在步驟162之確定停止準則是否已經滿足的步驟。若停止準則未被滿足，該種方法是循著“否”分支行進而返回到步驟156，且繼續將非氧化氣體流供應到分離組件。若停止準則已經滿足，該種方法是循著“是”分支而行進到步驟164，在其，非氧化氣體流的流動被停止。該種方法接著返回到步驟152且在該種方法經重複之前而等候供應準則被滿足。

根據本揭露內容之供應準則的一個說明性而非排他性實例包括：確定經過時間為至少是(及/或大於)臨限經過時間。根據本揭露內容之臨限經過時間的說明性而非排他性實例包括大於1小時的臨限經過時間，諸如(或選用而言為大於)1天、2天、5天、7天、10天、14天、18天、20天、21天、25天、30天、35天的臨限經過時間、或大於40天的臨限經過時間。經過時間可基於計數器，其可測量任何適合的經過時間，其包括自從該種方法經實行的經過時間及/或自從熱緩衝式產氫燃料處理系統的構件經操作的經過時間。產氫燃料處理系統的構件的說明性而非排他性實例包括原料供應系統、原料供應泵、產氫區域、分離組件、燃料電池堆、及/或熱緩衝式產氫燃料處理系統12或產耗氫組件10中的任何其他適合構件。臨限經過時間可基於確定氫選擇性膜的氫滲透性可能在若臨限經過時間為超過時而減小為低於可接受或臨限位準來作選擇。因此，臨限經過時間亦可經考慮來指示該氫選擇性膜的氫滲透性可能在若臨限時間為超過時的未來時間而減小為低於臨限位準。

作為一個說明性而非排他性實例，臨限經過時間可經選擇使得歸因於膜暴露到空氣及/或氧氣而在氫選擇性膜的氫滲透性的減小為小於或等於臨限滲透性減小。根據本揭露內容之臨限滲透性減小的說明性而非排他性實例包括小於50%的滲透性減小，其包括小於40%、小於30%、小於25%、小於20%、小於15%、小於10%、小於5%、小於1%、或小於0.5%的滲透性減小。附加或替代而言，臨限經過時間可經選擇使得在氫選擇性膜的氫滲透性為沒有可測量的減小。如在本文所論述，經選擇、或可允許的臨限滲透性減小可根據類似於當選擇對於膜的熱緩衝溫度時所將考慮因素的種種因素而變化。除了使用者及/或設計偏好之外，此類因素的說明性而非排他性實例包括其相較於通過膜的期望氫通量之過量膜表面積的量與對於膜在經轉移到執行操作狀態之後而必須能夠以其期望滲透性來使氫氣淨化的程度。

根據本揭露內容之供應準則的另一個說明性而非排他性實例包括：確定在熱緩衝式產氫燃料處理系統內的污染物的濃度為大於濃度上限。作為一個說明性而非排他性實例，污染物可包括氧物種，其可包括氧氣及/或含氧化合物，且污染物的濃度可在產氫區域內、在分離組件內、在混合氣體導管內、在產物氫導管內、在副產物導管內、及/或在燃燒組件內而經偵測。

根據本揭露內容之供應準則的其他說明性而非排他性實例包括：確定氫選擇性膜的氫滲透性為小於氫滲透性下限；確定燃料電池堆的水合位準為小於水合位準下限；確定燃料電池堆的電氣阻抗為大於阻抗上限；及/或確定在分離組件內所含有氣體的壓力為小於壓力下限。

非氧化氣體流可包括任何適合氣體流，其不含有氧氣或是可使在分離組件內所含有的氫選擇性膜氧化的另一種氣體。根據本揭露內容之非氧化氣體流的說明性而非排他性實例可包括包覆或覆蓋氣體流、惰性氣體流、及/或還原氣體流。包覆或覆蓋氣體流的說明性而非排他性實例包括其不會與在分離組件內所含有的材料起反應的氣體流。此類的氣體可使在分離組件內的材料(諸如：氫選擇性膜)緩衝或絕緣而免於與在大氣空氣中的氧氣或是其可與膜起反應的其他材料接觸。惰性氣體流的說明性而非排他性實例可包括由化學惰性物種(包括：氮、氬、氦、或其他惰性氣體)、以及已經實質耗盡氧氣的大氣空氣所構成的氣體流。已經實質耗盡氧氣的大氣空氣的一個說明性而非排他性實例可包括來自燃料在空氣中的燃燒的產物流。還原氣體流的說明性而非排他性實例可包括其包括氫氣的氣體流，諸如：混合氣體流、產物氫流、副產物流、及/或來自氫儲存裝置的氫氣。

在步驟154之產生非氧化氣體流的說明性而非排他性實例可包括將原料流供應到產氫區域來產生混合氣體流且/或在空氣存在時使燃料燃燒來產生實質使氧氣耗盡的排氣流。在步驟156之將非氧化氣體流供應到分離組件可包括從任何適合來源供應非氧化氣體流，其說明性而非排他性實例包括在本文所論述的混合氣體流及/或氧氣耗盡的空氣流、以及來自任何適合槽或其他儲存裝置的非氧化氣體流。

在步驟158之用非氧化氣體流來使分離組件淨化的說明性而非排他性實例可包括利用非氧化氣體流從分離組件清除氧氣及/或其他滲透性減小污染物/組成物的任何適合方法，包括以固定流量率來將非氧化氣體流流動通過分離組件、將非氧化氣體流以循環式流動通過分離組件、斜線式升高非氧化氣體流通過分離組件的流量率、及/或對於非氧化氣體流的任何其他適合的流量量變曲線。在步驟160之用非氧化氣體流來對分離組件加壓(當利用時)可包括將非氧化氣體流流動到分離組件內來提高在其內的壓力且使分離組件的內部與熱緩衝式產氫燃料處理系統的其他部分為流體式隔離，諸如透過隔離裝置96及/或閥97的使用。

根據本揭露內容之停止準則的一個說明性而非排他性實例包括：確定該供應步驟已經實行長達(或選用而言長達至少)一段臨限供應時間，其說明性而非排他性實例包括大於1秒鐘的供應時間，其包括大於15秒鐘、30秒鐘、45秒鐘、60秒鐘、90秒鐘、2分鐘、3分鐘、4分鐘、5分鐘、6分鐘、7分鐘、8分鐘、9分鐘、10分鐘、15分鐘、20分鐘、25分鐘、30分鐘、45分鐘的供應時間、或大於60分鐘的臨限供應時間。根據本揭露內容之停止準則的另一個說明性而非排他性實例包括：確定在一部分的熱緩衝式產氫燃料處理系統內的污染物的濃度為小於濃度下限，其中污染物與該部分的熱緩衝式產氫燃料處理系統之說明性而非排他性實例是關於供應準則而在本文所論述。根據本揭露內容之停止準則的附加的說明性而非排他性實例包括：確定氫選擇性膜的氫滲透性為大於氫滲透性上限；確定燃料電池堆的水合位準為大於水合位準上限；確定在燃料電池堆內或與燃料電池堆有關聯的氣體流的濕度為大於濕度上限；確定燃料電池堆的電氣阻抗為小於阻抗下限；及/或確定在分離組件內所含有氣體的壓力為大於壓力上限。

描繪其從熱緩衝式氫選擇性膜84將氧化移除之方法170的一個說明性而非排他性實例的流程圖是經顯示在圖4中。該種方法選用而言包括在步驟172之將進料流供應到產氫區域及選用而言在步驟174之在產氫區域內產生混合氣體流。該種方法更包括：在步驟176之將還原氣體流(其可選用而言包括步驟174之混合氣體流)供應到分離組件；在步驟178之用還原氣體流從分離組件將氧氣清除；以及在步驟180之使在膜表面上的氧化物以化學式還原。該種方法更包括選用而言在步驟182之用還原氣體流來對分離組件加壓。

在步驟172之將進料流供應到產氫區域可包括(但是非必須包括)利用控制器100以藉由控制在原料遞送系統中所包括的種種閥、泵、壓縮器、及/或質量流量控制器來控制原料流到產氫區域的流量率。在步驟174之產生還原氣體流可包括藉由利用在本文所更詳細論述的任何反應來使在產氫區域內的進料流起反應以從進料流產生混合氣體流，其中混合氣體流是含有氫氣的還原氣體流。

在步驟176之將還原氣體流供應到分離組件包括將來自任何適合來源的任何適合還原氣體流供應到分離組件。根據本揭露內容之還原氣體流的說明性而非排他性實例包括混合氣體流、產物氫流、副產物流、與來自氫儲存裝置的氫氣且為在本文所更詳細論述。在本揭露內容的範疇內的是，還原氣體流可在熱緩衝式產氫燃料處理系統內而經生產及/或產生，諸如由選用處理步驟172與174所述；然而，亦在本揭露內容的範疇內的是，還原氣體流可從諸如在本文所更詳細論述的來源之另一個來源所供應。

在步驟178之從分離組件將氧氣及/或其他滲透性減小污染物/組成物清除可包括任何適合的方法以使還原氣體流流動通過分離組件來將存在於分離組件內的氧氣及/或其他滲透性減小污染物/組成物清除、排除、且/或者是移除且可包括關於圖3之步驟158在本文所論述的任何清除流程。在步驟180之使在膜表面上的氧化物還原可包括使還原氣體流與在膜表面上的氧氣、其他滲透性減小污染物/組成物、及/或氧或滲透性減小污染物/組成物起化學反應、從膜將氧氣及/或氧或滲透性減小污染物/組成物釋出、且/或從膜表面將氧氣及/或其他滲透性減小污染物/組成物移除。作為一個說明性而非排他性實例，當還原氣體流包括氫氣且氫選擇性膜包括其包括鈀與鈀合金的金屬膜，使在膜表面上的氧化物還原可包括使氫氣與在膜表面上的鈀氧化物起化學反應、使鈀氧化物還原為元素的鈀、且形成水。此水可維持被吸收於膜表面上且/或可從膜表面及/或分離組件而經釋出及移除。

在步驟182之用還原氣體來對分離組件加壓可包括用相對於環繞分離組件的環境的周圍壓力之正還原氣體壓力來維持分離組件。此可包括其與分離組件關聯的種種隔離裝置96及/或閥97之控制，如關於圖3之步驟160在本文所更詳細論述。

描繪其從構成部分的熱緩衝式產氫燃料處理系統12之氫選擇性膜84將氧化移除之方法200的一個說明性而非排他性實例的流程圖是經顯示在圖5中。該種方法包括在步驟202之將一部分的燃料處理系統加熱到熱緩衝溫度範圍以及在步驟204之將該部分的燃料處理系統維持在熱緩衝溫度範圍內。該種方法更包括在步驟206之確定供應準則是否已經滿足。若供應準則未被滿足，該種方法是循著“否”分支(或決策路徑)行進而回到步驟204且繼續維持該部分的燃料處理系統的溫度。若供應準則已經滿足，該種方法是循著“是”分支到步驟208。

在步驟208，該種方法包括將進料流供應到產氫區域以產生混合氣體流。該種方法更包括：在步驟210之將混合氣體流供應到分離組件；在步驟212之用混合氣體流來使分離組件淨化；以及在步驟214之使存在於氫選擇性膜的表面上的氧化物以化學式還原。該種方法可選用而言包括從分離組件產生副產物流、在步驟216之燃燒副產物流、從分離組件產生產物氫流、且/或在步驟218之將產物氫流供應到燃料電池堆。

該種方法更包括在步驟220之確定停止準則是否已經滿足。若停止準則未被滿足，該種方法是循著“否”分支而行進到步驟208且繼續將進料流供應到產氫區域來產生混合氣體流。若停止準則已經滿足，該種方法是循著“是”分支而行進到步驟222且停止將進料流供應到產氫區域。該種方法接著返回到步驟204，繼續將燃料處理系統維持在熱緩衝溫度或溫度範圍，且在該種方法經重複之前而等候供應準則被滿足。

步驟202與204之加熱及維持可包括將該部分的燃料處理系統加熱到熱緩衝溫度或溫度範圍且在該系統為於不活動狀態及/或在不活動期間將該部分的燃料處理系統維持在熱緩衝溫度或溫度範圍。不活動狀態及/或不活動期間的說明性而非排他性實例是在本文所更詳細論述。如亦為在本文所更詳細論述，加熱及維持步驟可包括用電氣加熱組件93及/或用燃燒組件92之加熱及維持。

在步驟206之確定供應準則是否已經滿足可包括確定其關於圖3之步驟152在本文所論述的供應準則中的一或多者已經滿足。在步驟208之將進料流供應到產氫區域且產生混合氣體流可包括如同關於圖4之步驟172在本文所論述來供應進料流。在步驟210之將混合氣體流供應到分離組件、在步驟212之用混合氣體流來使分離組件淨化、以及在步驟214之使在膜表面上的氧化物以化學式還原可分別為實質類似於圖4之步驟176、178、與180。在步驟216之燃燒副產物流可包括將副產物流供應到燃燒裝置，諸如：到燃燒組件92。在步驟220之確定停止準則是否已經滿足可包括確定其關於圖3之步驟162在本文所論述的停止準則中的一或多者已經滿足。

在本文所揭露的系統及方法已經主要是關於熱緩衝式膜分離組件以及維持其內所含有的氫選擇性膜的氫滲透性來描述。然而，且如在本文所論述，此等系統及方法可被用來維持任何部分的熱緩衝式產氫燃料處理系統12及/或產耗氫組件10之性能且/或防止在性能的降級且/或將此等系統與組件中的任何部分或構件維持在熱緩衝溫度範圍內。該等系統及方法可附加或替代描述為經構成以防止、逆轉、及/或補救在該部分的熱緩衝式產氫燃料處理系統及/或產耗氫組件之性能的降低或降級。作為一個說明性而非排他性實例，在本文所揭露的系統及方法可被用來確保與熱緩衝式產氫燃料處理系統12有關聯之諸如泵、壓縮器、閥、質量流量控制器、及/或其他流量調節裝置的種種機械裝置的週期式操作，為了確保該等裝置的可靠操作且避免此等裝置的凍結及/或卡住。作為另一個說明性而非排他性實例，在本文所揭露的系統及方法可被用來在不活動期間維持燃料電池堆的水合作用。作為又一個說明性而非排他性實例，在本文所揭露的系統及方法可包括將熱緩衝式產氫燃料處理系統及/或產耗氫組件中的任何適合部分(包括產氫區域、一部分的原料遞送系統、分離組件、及/或燃料電池堆)維持在熱緩衝狀態中。

在本揭露內容中，數個說明性而非排他性實例已經以流程圖的情況來論述及/或提出，其中該等方法是經顯示且描述為一連串的方塊或步驟。除非是在伴隨說明中所明確陳述，在本揭露內容的範疇內的是，該等方塊的順序可從在流程圖中的圖示順序而變化，包括該等方塊(或步驟)中的二或多者為以不同順序及/或同時發生。亦在本揭露內容的範疇內的是，該等方塊或步驟可經實施為邏輯，其亦可經描述將該等方塊或步驟實施為邏輯。在一些應用中，該等方塊或步驟可代表將由功能等效的電路或其他邏輯裝置所實行的表現及/或動作。圖示的方塊可(但非必要為)代表其致使電腦、處理器、及/或其他邏輯裝置來響應、實行動作、改變狀態、產生輸出或顯示、且/或作出決策之可執行指令。

如在本文所使用，置放在第一實體與第二實體之間的術語“及/或”意指(1)第一實體、(2)第二實體、及(3)第一實體與第二實體之中的一者。以“及/或”列出的多個實體應為以相同方式來理解，即：該等實體中的“一或多者”如此結合。選用而言可能存在除了“及/或”子句所明確識別的實體之外的其他實體，無論是有關或無關於明確識別的彼等實體。因此，作為一個非限制性實例，當連同諸如“包含”的開放式語言所使用，對於“A及/或B”的提及可在一個實施例中僅是指A(選用而言包括除了B之外的實體)；在另一個實施例中僅是指B(選用而言包括除了A之外的實體)；在又一個實施例中是則指A與B二者(選用而言包括其他實體)。此等實體可指元件、動作、結構、步驟、操作、值、與類似者。

如在本文所使用，關於一列的一或多個實體之片語“至少一個”應被瞭解為意指其自該列實體中的任何一個或多個實體所選出的至少一個實體，但是無須包括在該列實體所明確列出的各個與每個實體中的至少一者。此定義還允許其選用而言可能存在片語“至少一個”所指之除了在該列實體所明確識別的實體之外的實體，無論是有關或無關於明確識別的彼等實體。因此，作為一個非限制性實例，“A與B中的至少一者”(或等效為“A或B中的至少一者”或等效為“A及/或B中的至少一者”)可在一個實施例中是指至少一個且選用而言包括超過一個A且不存在B(且選用而言包括除了B之外的實體)；在另一個實施例中是指至少一個且選用而言包括超過一個B且不存在A(且選用而言包括除了A之外的實體)；在又一個實施例中是指至少一個且選用而言包括超過一個A以及至少一個且選用而言包括超過一個B(且選用而言包括其他實體)。換言之，片語“至少一個”、“一或多個”、與“及/或”是在作用上為連接詞及反意連接詞的開放式措辭。舉例來說，措辭“A、B、與C中的至少一者”、“A、B、或C中的一或多者”、與“A、B、及/或C”可意指僅有A、僅有B、僅有C、A與B一起、A與C一起、B與C一起、A、B與C一起，且選用而言為上述中的任一者結合至少一個其他實體。

倘若其以參照方式而納入本文的任何參考文獻是以與本揭露內容中的非納入部分或與任何其他納入的參考文獻為不一致或不同樣的方式來定義一個術語，本揭露內容中的非納入部分將控制，且該術語或在其納入的揭露內容將僅為控制關於其中該術語所定義且/或該納入的揭露內容為原始存在之參考文獻。

根據本揭露內容之系統及方法的說明性而非排他性實例是用以下列舉段落來提出。在本揭露內容的範疇內的是，在本文(包括以下列舉段落)所述之一種方法的個別步驟可附加或替代稱作為用於實行所述動作的“步驟”。

A.一種用於在熱緩衝式產氫燃料處理系統中維持氫滲透性之方法，該熱緩衝式產氫燃料處理系統包括適以供應原料流的原料供應系統、適以從該原料流產生其含有氫氣作為過半數成分的混合氣體流的產氫區域、及分離組件，該分離組件包括至少一個氫選擇性膜且適以將混合氣體流分離成為產物氫流與副產物流，該種方法包含：將一部分的熱緩衝式產氫燃料處理系統加熱到熱緩衝溫度範圍，其中該部分的熱緩衝式產氫燃料處理系統包括至少該氫選擇性膜，且其中該熱緩衝溫度範圍包括在其至少一部分的氫選擇性膜可在暴露到滲透性減小污染物而經氧化的溫度範圍；在其中該混合氣體流未被遞送到分離組件的不活動期間，將該部分的熱緩衝式產氫燃料處理系統維持在熱緩衝溫度範圍中；且在該不活動期間，將非氧化氣體流以週期式供應到該分離組件。

A1.如段落A之方法，其中該週期式供應包括響應於供應準則而週期式供應。

A2.如段落A-A1中的任一者之方法，其中該熱緩衝式產氫燃料處理系統形成一部分的熱緩衝式產耗氫組件，其更包括適以接收至少一部分的產物氫流且從其產生電氣輸出的燃料電池堆。

A3.如段落A-A2中的任一者之方法，其中該不活動期間包括其中沒有對於產物氫流之需求的時間期間，且選用而言，其中在該不活動期間，耗氫裝置、氫儲存裝置、與燃料電池堆之中的至少一者沒有對於產物氫流之需求。

A4.如段落A-A3中的任一者之方法，其中該不活動期間包括其中該產氫區域並未產生混合氣體流的時間期間。

A5.如段落A-A4中的任一者之方法，其中該不活動期間包括其中該原料流並未被供應到產氫區域的時間期間。

A6.如段落A-A5中的任一者之方法，其中該不活動期間包括其中該分離組件並未產生產物氫流的時間期間。

A7.如段落A-A6中的任一者之方法，其中該不活動期間包括其中沒有對於來自燃料電池堆的電氣輸出之需求的時間期間。

A8.如段落A-A7中的任一者之方法，其中該非氧化氣體流包括氮氣，且選用而言為氮氣。

A9.如段落A-A7中的任一者之方法，其中該非氧化氣體流包括惰性氣體，且選用而言為惰性氣體。

A10.如段落A-A7中的任一者之方法，其中該非氧化氣體流包括還原氣體，且選用而言，其中該還原氣體是氫氣。

A11.如段落A-A7與A10中的任一者之方法，其中該非氧化氣體流是還原氣體流。

A12.如段落A-A11中的任一者之方法，其中該滲透性減小污染物包括氧氣，且選用而言為氧氣。

A13.如段落A-A12中的任一者之方法，其中該滲透性減小污染物包括氧化物、硫化氫、硫氧化物、一氧化碳、氨、鹵素、氯化鈉、及/或鹽類之中的一或多者，當該至少一個氫選擇性膜是在熱緩衝溫度範圍被暴露到其而減小該至少一個氫選擇性膜的氫滲透性。

A14.如段落A13之方法，其中該還原氣體流包括氫氣。

A15.如段落A14之方法，其中該還原氣體流包括由氫儲存裝置提供的氫氣流。

A16.如段落A14之方法，其中該還原氣體流包括一部分的混合氣體流。

A17.如段落A16之方法，其中該週期式供應包括將該原料流以週期式提供到產氫區域來產生混合氣體流且將由該週期式提供所產生的混合氣體流提供到分離組件。

A18.如段落A-A17中的任一者之方法，其中該氫選擇性膜包括鈀，選用而言，其中該氫選擇性膜包括鈀合金，選用而言，其中該鈀合金包括鈀與銅，且進一步選用而言，其中該鈀合金包括鈀與15-45 wt%銅。

A19.如段落A1-A18中的任一者之方法，其中該分離組件包括複數個氫選擇性膜。

A20.如段落A1-A19中的任一者之方法，其中該加熱包括加熱到其為大於150℃的熱緩衝溫度範圍，且選用而言為加熱到其至少為175℃、200℃、250℃、300℃、350℃、400℃、450℃、及/或500℃的熱緩衝溫度範圍。

A21.如段落A-A20中的任一者之方法，其中該熱緩衝溫度範圍包括熱加暖溫度範圍，其為小於對於該部分的熱緩衝式產氫燃料處理系統的穩態操作溫度範圍。

A22.如段落A-A20中的任一者之方法，其中該熱緩衝溫度範圍包括熱引火溫度範圍，其為在對於該部分的熱緩衝式產氫燃料處理系統的穩態操作溫度範圍內。

A23.如段落A1-A22中的任一者之方法，其中該供應準則包括確定經過時間為大於臨限經過時間。

A24.如段落A23之方法，其中該臨限經過時間是大於1小時，選用而言包括至少1天、2天、5天、7天、10天、14天、18天、20天、21天、25天、30天、35天、或大於40天的臨限經過時間。

A25.如段落A23-A24中的任一者之方法，其中該經過時間包括自從上次該週期式供應步驟經實行的經過時間。

A26.如段落A23-A25中的任一者之方法，其中該經過時間包括自從熱緩衝式產氫燃料處理系統的構件經操作的經過時間。

A27.如段落A26之方法，其中該熱緩衝式產氫燃料處理系統的構件包括原料供應系統、原料供應泵、產氫區域、分離組件、及燃料電池堆之中的至少一者。

A28.如段落A23-A27中的任一者之方法，其中該種方法更包括偵測在熱緩衝式產氫燃料處理系統內的滲透性減小污染物的濃度，且其中該供應準則包括確定該滲透性減小污染物的濃度為大於濃度上限。

A29.如段落A28之方法，其中該滲透性減小污染物包括氧物種，其包括氧氣與含氧化合物之中的至少一者，且其中該種方法更包括偵測氧物種的濃度。

A30.如段落A29之方法，其中該偵測包括偵測在熱緩衝式產氫燃料處理系統、產氫區域、分離組件、混合氣體導管、產物氫導管、與副產物導管之中的至少一者中的氧物種的濃度。

A31.如段落A29-A30中的任一者之方法，其中該種方法更包括偵測其指示氫選擇性膜的氫滲透性的參數，且其中該供應準則包括確定該氫選擇性膜的氫滲透性為小於氫滲透性下限。

A32.如段落A27-A31中的任一者之方法，其中該種方法更包括偵測其指示燃料電池堆的水合位準的參數，且其中該供應準則包括確定該燃料電池堆的水合位準為小於水合位準下限。

A33.如段落A-A32中的任一者之方法，其中該種方法更包括響應於停止準則而停止供應。

A34.如段落A33之方法，其中該停止準則包括確定該供應步驟已經實行長達至少一段臨限供應時間。

A35.如段落A34之方法，其中該臨限供應時間是大於1秒鐘，選用而言包括大於15秒鐘、30秒鐘、45秒鐘、60秒鐘、90秒鐘、2分鐘、3分鐘、4分鐘、5分鐘、6分鐘、7分鐘、8分鐘、9分鐘、10分鐘、15分鐘、20分鐘、25分鐘、30分鐘、45分鐘的臨限供應時間、或大於60分鐘的臨限供應時間。

A36.如段落A33-A35中的任一者之方法，其中該種方法更包括偵測在熱緩衝式產氫燃料處理系統內的污染物的濃度，且其中該停止準則包括確定該污染物的濃度為小於濃度下限。

A37.如段落A36之方法，其中該污染物包括氧物種，其包括氧氣與含氧化合物之中的至少一者，且其中該種方法更包括偵測氧物種的濃度。

A38.如段落A37之方法，其中該偵測包括偵測在熱緩衝式產氫燃料處理系統、產氫區域、分離組件、混合氣體導管、產物氫導管、與副產物導管之中的至少一者中的氧物種的濃度。

A39.如段落A33-A38中的任一者之方法，其中該種方法更包括偵測其指示氫選擇性膜的氫滲透性的參數，且其中該停止準則包括確定該氫選擇性膜的氫滲透性為大於氫滲透性上限。

A40.如段落A33-A39中的任一者之方法，其中該種方法更包括偵測其指示燃料電池堆的水合位準的參數，且其中該停止準則包括確定該燃料電池堆的水合位準為大於水合位準上限。

A41.如段落A32及/或A40之方法，其中該指示燃料電池堆的水合位準的參數包括在燃料電池堆內的氣體流的濕度。

A42.如段落A32、A40、及/或A41之方法，其中該指示燃料電池堆的水合位準的參數包括燃料電池堆的電氣阻抗。

A43.如段落A2-A42中的任一者之方法，其中該燃料電池堆是適以產生電氣輸出來滿足來自耗能裝置的至少一部分的施加負載。

A44.如段落A43之方法，其中該熱緩衝式產耗氫組件是當主要電源無法滿足施加負載而適以提供電氣輸出來滿足施加負載。

A45.如段落A44之方法，其中該主要電源無法滿足施加負載包括該主要電源無法滿足所有施加負載且選用而言包括該主要電源無法滿足任何施加負載。

A46.如段落A44-A45中的任一者之方法，其中該主要電源無法滿足施加負載包括在主要電源電氣輸出的穩定度的減小。

A47.如段落A-A46中的任一者之方法，其中該部分的熱緩衝式產氫燃料處理系統更包括該產氫區域，且其中該加熱以及維持步驟包括將產氫區域加熱到產氫區域熱緩衝溫度範圍並且將產氫區域維持在產氫區域熱緩衝溫度範圍中。

A48.如段落A2-A47中的任一者之方法，其中該部分的熱緩衝式產氫燃料處理系統更包括該燃料電池堆，且其中該加熱以及維持步驟包括將燃料電池堆加熱到燃料電池堆熱緩衝溫度範圍並且將燃料電池堆維持在燃料電池堆熱緩衝溫度範圍中。

A49.如段落A17-A48中的任一者之方法，其中該產氫區域是適以使用重組、蒸汽重組、部分氧化重組、自動熱重組、氨分解、水的電解、與水-氣體-轉移反應之中的至少一者來產生混合氣體流，且其中該週期式提供包括將原料流供應到重組器、蒸汽重組器、部分氧化重組器、自動熱重組器、氨分解反應器、電解裝置、與水-氣體-轉移反應器之中的至少一者。

A50.如段落A2-A49中的任一者之方法，其中該燃料電池堆包括質子交換膜燃料電池、高溫質子交換膜燃料電池、低溫質子交換膜燃料電池、PBI膜燃料電池、鹼性燃料電池、與磷酸燃料電池之中的至少一者。

A51.如段落A-A50中的任一者之方法，其中該種方法更包括用吸附材料在該不活動期間從分離組件及/或該部分的熱緩衝式產氫燃料處理系統吸附氧化劑，且選用而言，其中該滲透性減小污染物是氧化劑或包括氧化劑，且進一步選用而言，其中該滲透性減小污染物是氧氣或包括氧氣。

A52.如段落A51之方法，其中該種方法更包括週期式更換吸附材料。

A53.如段落A51或A52之方法，其中該種方法更包括週期式重新裝填吸附材料。

A54.如段落A53之方法，其中該週期式重新裝填包括將還原氣體流遞送到吸附材料以從其將經吸附的滲透性減小污染物移除，且選用而言從其將經吸附的氧化劑移除，且進一步選用而言從其將經吸附的氧氣移除。

A55.如段落A53或A54之方法，其中該週期式重新裝填包括從吸附材料將經吸附的滲透性減小污染物週期式釋出，且選用而言從吸附材料將經吸附的氧化劑釋出，且進一步選用而言從吸附材料將經吸附的氧氣釋出。

A56.如段落A51-A55中的任一者之方法，其中該吸附材料包括鈰、鈰化合物、與低溫轉移的催化劑之中的至少一者。

A57.一種用於維持氫選擇性膜的氫滲透性之方法，該氫選擇性膜被包括在其形成一部分的燃料電池系統的膜分離組件中，該燃料電池系統更包括產氫區域與燃料電池堆，該產氫區域適以接受進料流且從其產生含有氫氣的混合氣體流且將混合氣體流供應到膜分離組件，該燃料電池堆適以接收由分離組件所產生的產物氫流且從其產生電氣輸出來滿足來自耗能裝置的施加負載，該種方法包含：在其中沒有對於來自燃料電池堆的電氣輸出產生之需求來滿足來自耗能裝置的施加負載的期間，將非氧化氣體流以週期式供應到分離組件；且用非氧化氣體流從分離組件清除滲透性減小污染物。

A58.如段落A57之方法，其中該滲透性減小污染物包括氧氣。

A59.如段落A57之方法，其中該滲透性減小污染物包括氧化物、硫化氫、硫氧化物、一氧化碳、氨、鹵素、氯化鈉、及/或鹽類之中的一或多者，當該至少一個氫選擇性膜是在熱緩衝溫度範圍被暴露到其而減小該至少一個氫選擇性膜的氫滲透性。

A60.如段落A57-A59中的任一者之方法，其中該非氧化氣體流包括包覆氣體流、覆蓋氣體流、與惰性氣體流之中的至少一者。

A61.如段落A57-A60中的任一者之方法，其中該非氧化氣體流包括還原氣體流。

A62.如段落A61之方法，其中該還原氣體流包括氫氣，且選用而言，其中該還原氣體流包括該混合氣體流與由氫儲存裝置提供的氫氣之中的至少一者。

A63.如段落A57-A62中的任一者之方法，其中該燃料電池系統是當主要電源無法滿足施加負載而適以提供電氣輸出。

A64.如段落A57-A63中的任一者之方法，其中該種方法更包括將一部分的燃料電池系統加熱到熱緩衝溫度範圍，其中該部分的燃料電池系統包括至少該氫選擇性膜，且其中該熱緩衝溫度範圍包括在其至少一部分的氫選擇性膜可在暴露到氧氣而經氧化的溫度範圍。

A65.如段落A64之方法，其中該種方法更包括在其中沒有對於電氣輸出產生之需求來滿足來自耗能裝置的施加負載的時間期間、其中沒有對於來自燃料電池堆的電氣輸出之需求的時間期間、其中沒有對於產物氫流之需求的時間期間、其中該產氫區域並未產生混合氣體流的時間期間、其中該進料流並未被供應到產氫區域的時間期間、及其中該分離組件並未產生產物氫流的時間期間之中的至少一者，將該燃料電池系統維持在熱緩衝溫度範圍中。

A66.如段落A57-A65中的任一者之方法，其中該種方法更包括使存在於氫選擇性膜上的氧化物以化學式還原。

A67.如段落A57-A66中的任一者之方法，其中該種方法更包括用非氧化氣體流來對分離組件加壓，且選用而言，其中該週期式供應包括響應於在分離組件中的非氧化氣體的壓力下降為低於臨限位準而週期式供應。

A68.如段落A57-A67中的任一者之方法，其中該種方法更包括用吸附材料在該不活動期間從分離組件及/或該部分的熱緩衝式產氫燃料處理系統吸附滲透性減小污染物，且選用而言，其中該滲透性減小污染物是氧化劑或包括氧化劑，且進一步選用而言，其中該滲透性減小污染物是氧氣或包括氧氣。

A69.如段落A68之方法，其中該種方法更包括週期式更換吸附材料。

A70.如段落A68或A69之方法，其中該種方法更包括週期式重新裝填吸附材料。

A71.如段落A70之方法，其中該週期式重新裝填包括將還原氣體流遞送到吸附材料以從其將經吸附的滲透性減小污染物移除，且選用而言從其將經吸附的氧化劑移除，且進一步選用而言從其將經吸附的氧氣移除。

A72.如段落A70或A71之方法，其中該週期式重新裝填包括從吸附材料將經吸附的滲透性減小污染物週期式釋出，且選用而言從吸附材料將經吸附的氧化劑釋出，且進一步選用而言從吸附材料將經吸附的氧氣釋出。

A73.如段落A68-A72中的任一者之方法，其中該吸附材料包括鈰、鈰化合物、與低溫轉移的催化劑之中的至少一者。

A74.如段落A57-A73中的任一者之方法，其與如段落A-A56中的任一者之方法以任何可允許的組合來實行。

A75.一種用於在熱緩衝式產氫燃料處理系統中維持氫滲透性之方法，該熱緩衝式產氫燃料處理系統包括適以供應原料流的原料供應系統、適以從該原料流產生其含有氫氣作為過半數成分的混合氣體流的產氫區域、及分離組件，該分離組件包括至少一個氫選擇性膜且適以將該混合氣體流分離成為產物氫流與副產物流，該種方法包含：將一部分的熱緩衝式產氫燃料處理系統加熱到熱緩衝溫度範圍，其中該部分的熱緩衝式產氫燃料處理系統包括至少該氫選擇性膜，且其中該熱緩衝溫度範圍包括在其至少一部分的氫選擇性膜可在暴露到滲透性減小污染物而經氧化的溫度範圍；在其中該混合氣體流未被遞送到分離組件的不活動期間，將該部分的熱緩衝式產氫燃料處理系統維持在熱緩衝溫度範圍中；且在該不活動期間，從該部分的熱緩衝式產氫燃料電池系統吸附滲透性減小污染物。

A76.如段落A75之方法，其中該部分包括該分離組件。

A77.如段落A75或A76之方法，其中該滲透性減小污染物是氧化劑或包括氧化劑，且進一步選用而言，其中該滲透性減小污染物是氧氣或包括氧氣。

A78.如段落A75-A77中的任一者之方法，其中該種方法更包括週期式更換吸附材料。

A79.如段落A75-A78中的任一者之方法，其中該種方法更包括週期式重新裝填吸附材料。

A80.如段落A79之方法，其中該週期式重新裝填包括將還原氣體流遞送到吸附材料以從其將經吸附的滲透性減小污染物移除，且選用而言從其將經吸附的氧化劑移除，且進一步選用而言從其將經吸附的氧氣移除。

A81.如段落A79或A80之方法，其中該週期式重新裝填包括從吸附材料將經吸附的滲透性減小污染物週期式釋出，且選用而言從吸附材料將經吸附的氧化劑釋出，且進一步選用而言從吸附材料將經吸附的氧氣釋出。

A82.如段落A75-A81中的任一者之方法，其中該吸附材料包括鈰、鈰化合物、與低溫轉移的催化劑之中的至少一者。

B.一種熱緩衝式燃料電池系統，其當主要電源無法滿足施加負載而適以提供輔助功率來滿足來自耗能裝置的施加負載，該種熱緩衝式燃料電池系統包含：產氫區域，其適以從原料流產生混合氣體流；分離組件，其包括至少一個氫選擇性膜且適以接收至少一部分的混合氣體流且將該混合氣體流分離成為產物氫流與副產物流；燃料電池堆，其適以接收至少一部分的產物氫流且從其產生電氣輸出；及控制器，其構成以：將至少一部分的燃料電池系統加熱到熱緩衝溫度範圍；在其中沒有對於燃料電池系統產生電氣輸出之需求、產氫區域並未產生混合氣體流、且主要電源提供主要功率輸出來滿足該施加負載的期間，將該部分的燃料電池系統維持在熱緩衝溫度範圍中；將原料流選擇性遞送到產氫區域來產生混合氣體流；且在主要電源提供主要功率輸出來滿足施加負載的期間，將混合氣體流選擇性提供到分離組件，其中該控制器是經構成以響應於供應準則來選擇性遞送及選擇性提供，該供應準則是指示在氫選擇性膜的氫滲透性的減小與在氫選擇性膜的氫滲透性的未來減小之中的至少一者。

B1.如段落B之燃料電池系統，其中該控制器是經構成以實行如段落A-A82中的任一者之方法。

C.如段落A-A82中的任一者之方法的用途，以如段落B或B1之系統。

C1.如段落B或B1之燃料電池系統的用途，用來實行如段落A-A82中的任一者之方法。

D.一種燃料電池系統，其包括控制器，該控制器是經構成以實行如段落A-A82中的任一者之方法。

E.一種燃料處理系統，其包含：產氫區域，其適以從原料流產生混合氣體流；分離組件，其包括至少一個氫選擇性膜且適以接收至少一部分的混合氣體流且將混合氣體流分離成為產物氫流與副產物流；及控制器，其構成以實行如段落A-A82中的任一者之方法。

產業應用性

在本文所揭露之用於在不活動期間維持氫選擇性膜之系統及方法是可應用到氫處理以及燃料電池產業。

相信的是，上文所提到的揭露內容涵蓋具有獨立利用性的多個獨特發明。儘管此等發明中的各者已經以其較佳形式來作揭示，如在本文所揭示說明的其特定實施例並非以限制意義來考慮，正如諸多變化均為可能。該等發明之標的包括在本文所揭露的種種元件、特徵、作用及/或性質之所有新穎且非顯而易知的組合與次組合。同理，在申請專利範圍敘述“一個”或“第一”元件或其等效者之處，此類的申請專利範圍應被瞭解為包括一或多個此類元件之納入，既不要求也不排除二或多個此類元件。

相信的是，以下申請專利範圍特別指出其針對所揭露發明中的一者且為新穎且非顯而易知的某些組合與次組合。以特徵、作用、元件及/或性質的其他組合與次組合來實施的發明可透過本申請專利範圍之修正或是在此或其他申請案中的新申請專利範圍之提出來作主張。無論是針對不同發明或是針對相同發明，無論是在對於原始申請專利範圍的範疇為不同、較廣、較窄、或相等，此類修正或新申請專利範圍亦視為被包括在本揭露內容之發明標的內。

10．．．產耗氫組件

12．．．熱緩衝式產氫燃料處理系統

13．．．熱緩衝式燃料處理組件

14．．．產物氫流

15．．．氧氣或空氣

16．．．進料流

17．．．水

18．．．含碳原料

19．．．產氫區域

20．．．混合氣體流

22．．．原料遞送系統

23．．．重組催化劑

40．．．燃料電池堆

41．．．功率輸出

42．．．燃料電池系統

43．．．耗氫組件

44．．．燃料電池

46．．．耗能裝置

48．．．端板

50．．．能量儲存裝置

52．．．主要電源

54．．．主要電源電氣輸出

56．．．輔助電源

58．．．備用電源

60．．．補充電源

62．．．副產物導管

64．．．混合氣體導管

66．．．產物氫導管

68．．．副產物流

70．．．加熱容載結構

71．．．絕緣

72．．．內部隔室

80．．．分離組件

81．．．混合氣體流入口

82．．．膜分離組件

83．．．副產物流出口

84．．．氫選擇性膜

85．．．產物氫流出口

86．．．滲透側

87．．．鈀合金

88．．．保留側

90．．．氫儲存裝置

91．．．加熱組件

92．．．燃燒組件

93．．．電氣加熱組件

94．．．孔口

96．．．隔離裝置

97．．．閥

98．．．吸附材料

100．．．控制器

102．．．狀態訊號

104．．．控制訊號

136．．．其他構件

150．．．減少可與氫選擇性膜成為接觸的氧氣量之方法

152．．．供應準則是否滿足？

154．．．產生非氧化氣體流

156．．．將非氧化氣體流供應到分離組件

158．．．用非氧化氣體流來使分離組件淨化

160．．．用非氧化氣體流來對分離組件加壓

162．．．停止準則是否滿足？

164．．．停止供應非氧化氣體流

170．．．將膜氧化移除之方法

172．．．將原料流供應到產氫區域

174．．．產生還原氣體

176．．．將還原氣體供應到分離組件

178．．．從分離組件將氧氣清除

180．．．使在膜表面上的氧化物還原

182．．．用還原氣體來對分離組件加壓

200．．．在熱緩衝式產氫燃料處理系統中將膜氧化移除之詳細方法

202．．．將部分的燃料處理系統加熱

204．．．將部分的燃料處理系統維持在熱緩衝溫度

206．．．供應準則是否滿足？

208．．．將原料供應到產氫區域來產生混合氣體流

210．．．將混合氣體流供應到分離組件

212．．．用混合氣體流來使分離組件淨化

214．．．使存在於氫選擇性膜上的氧化物以化學式還原

216．．．燃燒副產物流

218．．．將產物流供應到燃料電池堆

220．．．停止準則是否滿足？

222．．．停止將原料供應到產氫區域

圖1是根據本揭露內容之熱緩衝式產氫燃料處理系統的一個說明性而非排他性實例的示意代表圖，該熱緩衝式產氫燃料處理系統可形成一部分的熱緩衝式燃料電池系統及/或一部分的熱緩衝式產耗能組件。

圖2是根據本揭露內容之熱緩衝式膜分離組件的一個說明性而非排他性實例的示意代表圖，該熱緩衝式膜分離組件可形成一部分的熱緩衝式產氫燃料處理系統。

圖3是流程圖，其顯示根據本揭露內容之使氫選擇性膜氧化還原的方法的說明性而非排他性實例。

圖4是流程圖，其顯示根據本揭露內容之使氫選擇性膜氧化移除的方法的說明性而非排他性實例。

圖5是流程圖，其顯示根據本揭露內容之使氫選擇性膜氧化移除的方法的又一個說明性而非排他性實例。