WO2003028131A2 - Brennstoffzelle und brennstoffzellenstapel, sowie verfahren zum betreiben derselben - Google Patents

Brennstoffzelle und brennstoffzellenstapel, sowie verfahren zum betreiben derselben Download PDF

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Jiri Divisek
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    • Y02E60/50—Fuel cells

Definitions

  • Fuel cell and fuel cell stack and method for operating the same
  • the invention relates to a fuel cell, in particular a direct methanol fuel cell, or a fuel cell stack and a method for operating such a fuel cell or such a fuel cell stack.
  • fuel cells for example the hydrogen fuel cell with polymer electrolytes (PEMFC) or the direct methanol fuel cell (DMFC). These fuel cells work either with hydrogen or with methanol, whereby the fuel can be emitted directly at low temperatures.
  • PEMFC polymer electrolytes
  • DMFC direct methanol fuel cell
  • Such a fuel cell has one anode, one
  • Electrolyte and a cathode The cathode becomes an oxidizing agent, e.g. B. air and the anode becomes a fuel, e.g. B. hydrogen or methanol.
  • the anode and cathode material can be integrated into the membrane electrode assembly (MEA) using different methods. A suitable method for this is described for example in DE 42 41 150.
  • This membrane-electrode unit which is composed of sandwich-like layers of electrode / membrane / - electrode, represents the central element of a fuel cell.
  • ion-conducting solid electrolyte membranes based on polymers are used for fuel cells with an operating temperature of 0 to 120 ° C.
  • the anode for hydrogen oxidation and the cathode for oxygen The majority of the productions are covered with platinum, the anode for the methanol oxidation of the direct methanol fuel cell (DMFC) with platinum-ruthenium, for example.
  • DMFC direct methanol fuel cell
  • the polymer electrolyte fuel cells (hydrogen cell or methanol cell) usually use a noble metal-containing coating as a catalyst, which is very expensive. For this reason, efforts are being made to reduce the catalyst occupancy, which has so far only led to partial success with the pure hydrogen fuel cell.
  • a first reason for a low power density of a polymer electrolyte fuel cell is that the anodic catalysts in particular react sensitively to traces (10-100 ppm) of carbon-containing substances such as CO or CH 3 OH with a drastic reduction in performance.
  • alloy catalysts are less sensitive in this regard, but they too are limited in their C0 compatibility.
  • catalysts can be freed from carbon-containing adsorbates (catalyst poisons), for example CO.
  • Catalyst poisons for example CO.
  • the anode is cleaned by means of an oxidative cleaning of the anode catalyst, which is carried out either chemically (addition of atmospheric oxygen or hydrogen peroxide to the fuel) or electrochemically (application of a voltage pulse to the anode).
  • the object of the invention is to provide a direct methanol fuel cell or a direct methanol fuel cell stack with improved conduction. Furthermore, it is the task of creating a method for operating such a fuel cell or such a fuel cell stack, in which improved performance is achieved.
  • the direct methanol fuel cell according to the invention has an anode-electrolyte-cathode unit with a corresponding catalyst on the electrodes.
  • means are available which make it possible to apply at least one positive current or voltage pulse to the cathode.
  • Such a positive current or voltage pulse has the effect that harmful adsorbates on the cathode or on the catalyst of the cathode are regularly removed.
  • harmful adsorbates include, in particular, CO, but also methanol or its degradation products, which diffuse through the electrolyte from the anode side to the cathode through the so-called methanol crossover.
  • a positive current or voltage pulse which only acts on the cathode, generally does not result in a cleaning effect of the anode catalyst, since the potential of the anode becomes so negative that a cathodic current (hydrogen evolution) flows.
  • the fuel cell according to the invention allows a short-term reversal of the polarity during the pulse.
  • the cathode is thus temporarily switched as a "pseudo anode".
  • a small amount of electricity charge is consumed during the pulse.
  • this power consumption only makes up a very small proportion in comparison to the electricity generated by the fuel cell.
  • the overall current balance for the fuel cell according to the invention is therefore positive.
  • Voltage pulse is, for example, an arrangement comprising a generator and optionally an amplifier.
  • a generator generates a voltage pulse that is fed to the cathode.
  • At least one positive current or voltage pulse is applied to the cathode during operation of the fuel cell.
  • the time span for a pulse or the time span between the pulses can easily be determined by a person skilled in the art, depending on the operating mode.
  • the application of such a pulse to the cathode leads directly to the cathode being cleaned of harmful adsorbates. Due to the constant diffusion of the methanol through the electrolyte to the cathode, a re-adsorption of methanol to the cathode and thus a renewed poisoning take place with a time delay on such a pulse.
  • a further current or voltage pulse can be applied to the cathode.
  • a person skilled in the art can develop an optimal strategy at which time interval and with which pulse lengths effective operation of the fuel cell can be achieved, in which a significant improvement in performance with regard to the overall current balance can be achieved.
  • the level of the voltage or current pulse can be adjusted accordingly.
  • An advantageous embodiment of the method for operating a direct methanol fuel cell therefore provides pulse durations of 0.1 to 1000 ms.
  • pulse current densities which are set in the range from 0.01 to 10 A / cm 2 , in particular in the range from 0.1 to 1 A / cm 2 , have proven to be particularly advantageous.
  • FIG. 1 shows an arrangement arrangement as a means for impressing a positive current or voltage pulse on the cathode.
  • This version essentially consists of a generator (Wavetek, Model 39), an amplifier (KEPCO, BOP 20-10M) and an oscilloscope (Nicolet 3091).
  • the desired pulse shape is generated in the form of a voltage on the generator and sent to the amplifier, where the voltage signal is amplified.
  • This can optionally be sent to the fuel cell as a voltage or current signal, which causes positive voltage or current pulses at the cathode, which e.g. can be traced over the entire pulse duration with the help of the oscilloscope.
  • FIGS. 2 and 3 show a plot of the voltage change with time, or the current flow with time, measured on a fuel cell of the exemplary embodiment.
  • a direct methanol fuel cell is used as an exemplary embodiment.
  • the cathode of the fuel cell is brought to a working voltage ⁇ ü 2 , which is typically more negative than the resting clamping voltage (FIG. 2).
  • the cell is now in the normal operating state and works for
  • the current flow is integrated over the same time intervals.
  • the current curve before the pulse application results after one Time of 50 s the amount of charge flowed from 3.628 C / cm 2 .
  • the voltage pulse according to FIG. 2 is applied and the current / time integral is measured over the same time. After a period of 49 s, the amount of charge that has flowed is 4.647 C / cm 2 . Even after that, the current remains little changed.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Brennstoffzelle, bei der die mangelnde katalytische Wirkung der Elektrokatalysatoren, insbesondere der Kathode, vorteilhaft verringert wird, und so eine erhöhte Leistung der Brennstoffzelle erzielt wird. Dazu wird der Kathode der Brennstoffzelle während des Betriebs ein positiver Spannungs- bzw. Strompuls aufgegeben. Dies führt vorteilhaft zu einem sofort eintretenden Reinigungseffekt, der den Katalysator der Kathode von deaktivierenden Adsorbaten, wie beispielsweise CO oder Methanol befreit. Vorteilhaft wird dieser Strom- bzw. Spannungspuls mehrfach, insbesondere periodisch auf die Kathode aufgegeben. Trotz des dazu notwendigen Stromverbrauchs wird durch dieses Verfahren insgesamt eine Leistungsverbesserung der Brennstoffzelle erzielt.

Description

Beschreibung
Brennstoffzelle und Brennstoffzellenstapel, sowie Verfahren zum Betreiben derselben
Die Erfindung betrifft eine Brennstoffzelle, insbesondere eine Direkt-Methanol-Brennstoffzelle, bzw. einen Brennstoffzellenstapel sowie ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Brennstoffzelle bzw. eines solchen Brennstoffzellenstapels .
Stand der Technik
Verschiedene Brennstoffzellentypen sind bekannt, beispielsweise die Wasserstoff-Brennstof zelle mit Polymerelektroly- ten (PEMFC) oder die Direkt-Methanol-Brennstoffzelle (DMFC) . Diese Brennstoffzellen arbeiten entweder mit Wasserstoff oder mit Methanol, wobei der Brennstoff bei niedrigen Temperaturen direkt verströmt werden kann.
Eine derartige Brennstoffzelle weist eine Anode, einen
Elektrolyten und eine Kathode auf. Der Kathode wird ein Oxi- dationsmittel, z. B. Luft und der Anode wird ein Brennstoff, z. B. Wasserstoff oder Methanol zugeführt. Das Anoden- und Kathodenmaterial kann nach unterschiedlichen Verfahren in die Membran-Elektroden-Einheit (MEA) integriert werden. Ein geeignetes Verfahren dazu wird beispielsweise in der DE 42 41 150 beschrieben. Diese Membran-Elektroden-Einheit, die aus sandwichartig angeordneten Schichten Elektrode/Membran/- Elektrode zusammengesetzt ist, stellt das zentrale Element einer Brennstoffzelle dar.
Für Brennstoffzellen, deren Betriebstemperaturen 0 bis 120 °C betragen, werden ionenleitende Festelektrolyt- Membranen auf Polymerbasis verwendet . Die Anode für die Wasserstoffoxidation und die Kathode für die Sauerstoffre- duktion sind vorwiegend mit Platin, die Anode für die Metha- noloxidation der Direkt-Methanol-Brennstoffzelle (DMFC) beispielsweise mit Platin-Ruthenium belegt.
Die Polymerelektrolyt-Brennstoffzellen (Wasserstoffzelle, bzw. Methanolzelle) verwenden als Katalysator üblicherweise eine edelmetallhaltige Belegung, die sehr teuer ist. Deshalb ist man bemüht, die Katalysatorbelegung zu reduzieren, was bisher nur bei der reinen Wasserstoff-Brennstoffzelle zum Teilerfolg geführt hat.
Ein erster Grund für einen geringe Leistungsdichte einer Polymerelektrolyt-Brennstoffzellen liegt darin, daß insbesondere die anodischen Katalysatoren schon auf Spuren (10 - 100 ppm) kohlenstoffhaltiger Substanzen wie CO oder CH3OH mit einer drastischen Leistungsminderung empfindlich reagieren.
Sogenannte Legierungskatalysatoren sind in dieser Hinsicht unempfindlicher, allerdings sind auch sie in der C0- Verträglichkeit beschränkt.
Aus der Literatur sind Verfahren bekannt, durch die Katalysatoren von kohlenstoffhaltigen Adsorbaten (Katalysatorgifte) , beispielsweise CO befreit werden können. Dies findet Anwendung insbesondere bei Wasserstoff-Brennstoffzellen, die mit reformiertem Methanol betrieben werden, bei denen der Brennstoff geringe Mengen an CO enthält, die mit der Zeit regelmäßig zu einer Vergiftung der Anode führen. Die Reinigung der Anode geschieht im Prinzip mittels einer oxidativen Reinigung des Anodenkatalysators, die entweder chemisch (Zusatz von Luftsauerstoff oder Wasserstoffperoxid zum Brennstoff) oder elektrochemisch (Aufprägung eines Spannungspulses auf die Anode) verwirklicht wird. Diese Verfahren sind auch Gegenstand der Patentanmeldungen US 4,910,099, DE 196 523 41 C2 und DE 197 108 19. Allen diesen Verfahren ist gemeinsam, daß sie eine zusätzliche Oxidation des adsorbierten CO (COads) bewirken, die einfacher ist, als die elektrochemische Übertragung des Sauerstoffs aus Wasser im Laufe der anodischen Brennstoffzellen- Reaktionsstufe. Die Zusätze von Luft bzw. H202 werden mit einem Zudosieren des Oxidationsmittels bewerkstelligt, die Pulsbehandlung der Anode bedeutet im Prinzip einen Kurzschluß der Brennstoffzelle, wobei kurzzeitig ein Strom fließt, der das Potential der Anode so weit positiv er- zwingt, daß das COa s zu C02 oxidiert, desorbiert und hierdurch beseitigt wird.
Ein weiterer Grund für eine geringe Leistungsdichte einer Polymerelektrolyt-Brennstoffzelle liegt darin, daß größte Teile der Überspannungsverluste in der Brennstoffzelle (bis zu 80% in der H2/02-Brennstoffzelle) durch die Sauerstoffüberspannung an der Kathode hervorgerufen werden. Deshalb ist die Entwicklung elektrokatalytisch aktiverer Kathoden eine wichtige Aufgabe in der BrennstoffZeilenforschung.
Zusätzlich kommt es in einer Methanolzelle durch den sogenannten Methanol-cross-over zu weiteren Spannungsverlusten an der Kathode. Die derzeit verfügbaren Membranmaterialien für Polymerelektrolyt-Brennstof zellen sind in hohem Maße permeabel für Methanol, so daß Methanol von der Anode zur
Kathode gelangt . Dies bedeutet einerseits eine Verringerung der Brennstoffausnutzung. Andererseits stellt sich an der Kathode ein Mischpotential ein, das von beiden Reaktionen bestimmt wird, da herkömmliche Kathoden mit Platin als Kata- lysator neben der Sauerstoffreduktion auch die Methanoloxi- dation katalysieren. Dadurch kommt es zu einer weiteren nachteiligen Verringerung der Zellspannung (um 100 bis 200 mV bei 80°C) . Aufgabe und Lösung
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Direkt-Methanol-Brennstoffzelle bzw. einen Direkt-Methanol-Brennstoffzellenstapel mit verbesserter Leitung zur Verfügung zu stellen. Weiterhin ist es die Aufgabe, ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Brennstoffzelle, bzw. eines solchen Brennstoffzellen- stapels zu schaffen, bei dem verbesserte Leistungen erzielt werden.
Die Aufgaben werden gelöst durch eine Direkt-Methanol- Brennstoffzelle gemäß Hauptanspruch und einen Direkt- Methanol-Brennstoffzellenstapel gemäß Nebenanspruch 2, sowie durch Verfahren gemäß weiterer Nebenansprüche 4 und 9. Vorteilhafte Ausfü rungsformen der Brennstoffzelle und der Ver- fahrens finden sich in den jeweils darauf rückbezogenen Unteransprüchen.
Gegenstand der Erfindung Die erfindungsgemäße Direkt-Methanol-Brennstoffzelle weist eine Anoden-Elektrolyt-Kathodeneinheit mit entsprechendem Katalysator auf den Elektroden auf. Zusätzlich sind Mittel vorhanden, die es ermöglichen, wenigstens einen positiven Strom- bzw. Spannungspuls auf die Kathode zu geben. Ein sol- eher positiver Strom- bzw. Spannungspuls bewirkt, daß schädliche Adsorbate auf der Kathode, bzw. auf dem Katalysator der Kathode regelmäßig beseitigt werden. Zu diesen schädlichen Adsorbaten gehören insbesondere CO, aber auch Methanol oder seine Abbauprodukte, welche durch den sogenannten Me- thanol-cross-over durch den Elektrolyten von der Anodenseite zur Kathode diffundieren. Dort werden Teile der Kathode, insbesondere Teile des Katalysators auf der Kathode durch entsprechende Adsorbate blockiert und so die elektrochemische Sauerstoffreduktion verringert . Dies führt regelmäßig zu einer Leistungsverringerung der Brennstoffzelle. Ein positiver Strom- bzw. Spannungspuls, der nur auf die Kathode wirkt, hat regelmäßig keine reinigende Wirkung des Anodenkatalysators zur Folge, da das Potential der Anode so negativ wird, dass ein kathodischer Strom (Wasserstoffent- wicklung) fließt. Im Gegensatz zu den Reinigungsverfahren durch Aufbringen eines positiven Pulses auf eine Anode, bei denen die Brennstoffzelle kurzfristig kurzgeschlossen wird, erlaubt die erfindungsgemäße Brennstoffzelle eine kurzfristige Umkehr der Polung während des Pulses . Die Kathode wird somit zeitweilig als "Pseudo-Anode" geschaltet. Im Gegensatz zum Betrieb der Brennstoffzelle, während dessen Strom erzeugt wird, wird während des Pulses eine geringe Stromladungsmenge verbraucht. Da die Zeitspanne des Pulses jedoch regelmäßig sehr gering gegenüber der Betriebszeit der Brenn- stoffzelle ist, macht dieser Stromverbrauch im Vergleich zum erzeugten Strom der Brennstoffzelle nur einen sehr geringen Anteil aus. Daher ist die Gesamtstrombilanz für die erfindungsgemäße Brennstoffzelle positiv.
Ein geeignetes Mittel zum Aufprägen eines positiven Strombzw. Spannungspulses ist beispielsweise eine Anordnung umfassend einen Generator und optional einen Verstärker. Ein Generator erzeugt einen Spannungspuls, der der Kathode zugeleitet wird.
Vorteilhaft sind in einem Brennstoffzellenstapel möglichst viele, insbesondere alle Brennstoffzellen mit diesen Mitteln zur Erzeugung eines positiven Strom- bzw. Spannungspulses auf die Kathode ausgelegt .
Zum Betreiben der erfindungsgemäßen Brennstoffzelle wird während des Betriebes der Brennstoffzelle mindestens ein positiver Strom- bzw. Spannungspuls auf die Kathode aufgegeben. Vorteilhaft ist jedoch das Aufgeben mehrerer, insbeson- dere regelmäßiger (periodischer) Pulse auf die Kathode. Die Zeitspanne für einen Puls, bzw. die Zeitspanne zwischen den Pulsen kann je nach Betriebsart von einem Fachmann leicht ermittelt werden. Die Aufgabe eines solchen Pulses auf die Kathode führt unmittelbar zu einer Reinigung der Kathode von schädlichen Adsorbaten. Durch die konstante Diffusion des Methanols durch den Elektrolyten zur Kathode erfolgt zeitlich verzögert an einen solchen Puls die erneute Adsorption von Methanol an die Kathode und damit eine erneuten Vergiftung. Bevor der ursprüngliche Vergiftungsgrad er- reicht wird, kann ein weiterer Strom- bzw. Spannungspuls auf die Kathode aufgegeben werden. Ein Fachmann kann in wenigen Versuchen eine optimale Strategie entwickeln, in welchem zeitlichen Abstand und mit welchen Pulslängen ein effektiver Betrieb der Brennstoffzelle zu erzielen ist, bei dem eine deutliche Leistungsverbesserung im Hinblick auf die Gesamtstrombilanz erreicht werden kann. Weiterhin läßt sich die Höhe des Spannungs- bzw. Strompulses entsprechend anpassen.
Eine vorteilhafte Ausführungsform des Verfahrens zum Betrei- ben einer Direkt-Methanol-Brennstoffzelle sieht daher Pulsdauern von 0,1 bis 1000 ms vor.
Weiterhin haben sich Pulsstromdichten, die im Bereich von 0,01 bis 10 A/cm2, insbesondere im Bereich von 0,1 bis 1 A/cm2, eingestellt werden, als besonders vorteilhaft erwiesen.
Trotz des für die Reinigung des kathodischen Katalysators notwendigen Stromverbrauchs wird durch dieses Verfahren ins- gesamt eine deutliche Leistungsverbesserung der Brennstoffzelle erzielt .
Spezieller Beschreibungsteil
Nachfolgend wird der Gegenstand der Erfindung anhand zweier Figuren, sowie einiger Reaktionsgleichungen näher erläutert, ohne daß der Gegenstand der Erfindung dadurch beschränkt wird.
Die Figur 1 zeigt eine Anordnung Anordnung als Mittel zum Aufprägen eines positiven Strom- bzw. Spannungspulses auf die Kathode . Dies Ausführung besteht im wesentlichen aus einem Generator (Wavetek, Model 39) , einem Verstärker (KEPCO, BOP 20-10M) und einem Oszilloskop (Nicolet 3091) . Am Generator wird die gewünschte Pulsform in Form einer Span- nung erzeugt und zum Verstärker geleitet, wo das Spannungssignal verstärkt wird. Dieses kann wahlweise als Spannungs- oder Stromsignal zur Brennstoffzelle geleitet werden, das an der Kathode positive Spannungs- bzw. Strompulse bewirkt, die z.B. mit Hilfe des Oszilloskops über die gesamte Pulsdauer verfolgt werden können.
Die Figuren 2 und 3 zeigen eine Auftragung der Spannungsänderung mit der Zeit, bzw. des Stromflusses mit der Zeit gemessen an einer Brennstoffzelle des Ausführungsbeispiels .
Als Ausführungsbeispiel wird eine Direkt-Methanol-Brennstoffzelle (DMFC) verwendet. Ausgehend von der Ruheklemmspannung Δü wird die Kathode der Brennstoffzelle auf eine ArbeitsSpannung Δü2 gebracht, die typischerweise negativer als die Ruheklemmspannung ist (Figur 2) . Die Zelle befindet sich nun im normalen Betriebszustand und arbeitet so für
50 s. Danach wird der Luftelektrode eine positive Pulsspannung der Größe 1,5 V für eine Sekunde aufgeprägt. Anschließend wird die Elektrode wieder auf die ursprüngliche Arbeitsspannung gebracht und dort über längere Zeit gehalten. Die entsprechenden Strom/Zeit-Antworten sind in der Figur 3 dargestellt .
Um eine vergleichende Ladungsbilanz machen zu können, wird der Stromfluß über die gleichen Zeitintervalle integriert. Der Stromverlauf vor der Pulsanwendung ergibt nach einer Zeit von 50 s die geflossene Ladungsmenge von 3,628 C/cm2. Dann wird der Spannungspuls gemäß Figur 2 angewandt und das Strom/Zeit-Integral über die gleiche Zeit gemessen. Nach einer Zeit von 49 s wird die geflossene Ladungsmenge von 4,647 C/cm2 erhalten. Auch danach bleibt der Strom nur wenig verändert .
Aus dem Vergleich beider Stromladungen vor und nach der Pulsanwendung ergibt sich für die Brennstoffzelle auch nach Abzug der Pulsladung ein Ladungs- d. h. Leistungsgewinn von 4,647/3,628 = 1,28, d.h. von 28 %. Dies bedeutet eine erhebliche Verbesserung der Effektivität der Brennstoffzelle.
Zum besseren Verständnis der Vorgänge, die sich an den Elektroden abspielen, werden im folgenden einige Reaktionsgleichungen angegeben und erläutert .
Bekannt aus dem Stand der Technik ist die Reinigung eines Anodenkatalysators durch einen positiven Spannungspuls auf die Anode aus z. B. DE 197 10 819:
Vergiftung der Anode (z. B. H2-BZ) :
Pt/Ru + CO ■ Pt/Ru-COads
Reinigung (positiver Puls auf Anode) :
Pt/Ru + H20 •> Pt/Ru-OHads + H+ + e"
2 Pt/Ru-OHads + Pt/Ru-COads 3 Pt/Ru + C02 + H20
Nach US 4,910,099 bzw. DE 196 523 41 C2 wird die durch COads verursachte Vergiftung der Anode chemisch mit Luftsauerstoff bzw. H202 beseitigt. Die entsprechenden Gleichungen sind dann
Vergiftung der Anode: Pt/Ru + CO ■ Pt/Ru-Coads Reinigung (chemisch) :
%02 + Pt/Ru ■* Pt/Ru-Oads
Pt/Ru-COads + Pt/Ru-Oads "■► 2 Pt/Ru + C02
Demgegenüber findet bei der erfindungsgemäßen Brennstoffzelle die Reinigung des Katalysators der Kathode statt:
Vergiftung der Kathode (DMFC) durch Methanol-cross-over : 2 Pt + 2CH30H "-► 2 Pt-COHads + 6 Hads
6 Hads + 3/2 02 ■* 3 H20
Reinigung (positiver Puls auf Kathode = "Pseudo-Anode") :
Pt + H20 -.► Pt- (oxo oder hydroxo)ads + (1-2) H+ + (1-2) e" Pt- (oxo oder hydroxo)ads + Pt-COads Pt + C02 + H20
Die an der Kathode entstehenden adsorbierten oxo- bzw. hydroxo-Platin-Komplexe sind in ihrer Stöchiometrie noch nicht ganz geklärt und werden daher nur pauschal angegeben. Während des positiven Pulses auf die Kathode wird die Anode kurzfristig negativ gepolt (Pseudo-Kathode) , so daß sich dort folgende Reaktion abspielt, die aber regelmäßig keinen Reinigungseffekt für den Anodenkatalysator bewirkt : 3 H+ + 3 e" 3/2 H2

Claims

Patentansprüche
1. Direkt-Methanol-Brennstoffzelle umfassend eine Anoden- Elektrolyt-Kathodeneinheit, gekennzeichnet durch Mittel zum Aufprägen eines positiven Spannungs- bzw. Stromimpulses auf die Kathode .
2. Brennstoffzellen nach Anspruch 1, mit einem Generator als Mittel zum Aufprägen eines positiven Spannungs- bzw. Stromimpulses auf die Kathode.
3. Direkt-Methanol-Brennstoffzellenstapel, gekennzeichnet durch wenigstens eine Brennstoffzelle nach Anspruch 1 oder 2.
4. Verfahren zum Betreiben einer Direkt-Methanol-Brennstoffzelle, wobei während des Betriebs der Brennstoffzelle wenigstens ein positiver Strom- bzw. Spannungspuls auf die Kathode gegeben wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei periodisch Strom- bzw. Spannungspulse auf die Kathode gegeben werden.
6. Verfahren nach Anspruch 4 bis 5, bei denen Pulsdauern zwischen 0,1 bis 1000 ms eingestellt werden.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, bei denen Zeitspannen zwischen den Pulsen zwischen 0,1 und 10000 ms eingestellt werden.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7, bei dem wirksame Puls-Stromdichten zwischen 0,01 und 10 A/cm2 eingestellt werden. Verfahren zum Betreiben eines Direkt-Methanol-Brennstoff- zellenstapels, umfassend wenigstens zwei Direkt-Methanol- Brennstoffzellen nach Anspruch 1 oder 2, wobei während des Betriebs des Brennstoffzellenstapels gleichzeitig und/oder nacheinander positive Strom- bzw. Spannungspulse auf jeweils eine der Kathoden gegeben werden.
PCT/DE2002/002584 2001-08-29 2002-07-13 Brennstoffzelle und brennstoffzellenstapel, sowie verfahren zum betreiben derselben WO2003028131A2 (de)

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