，在調(diào)壓閥的上游的位置使得所述積累室能夠受控地排放。
[0037]圖中還顯示了吸入栗119和截止閥118，其安裝在向大氣排氣的線路上，并且(優(yōu)選在水分離器114下)連接至燃料氣體回收環(huán)路11R。正好在如圖1所示的點處的連接使得能夠通過控制截止閥118提供三個功能，S卩，水排放、清洗和氫氣吸入。但是，該實施方案的細(xì)節(jié)不是限制性的。為提供氫氣吸入功能，具有截止閥118的線路可以連接在位于調(diào)壓閥117下游的任意點。
[0038]陰極回路的描述:
[0039]該組件也包括陰極側(cè)的氧化劑氣體供應(yīng)回路12b。該回路包括正常使用的空氣壓縮機125b，其通過穿過截止閥128、然后穿過氧化劑氣體供應(yīng)通道12A的結(jié)束于陰極的供應(yīng)線路向燃料電池供應(yīng)大氣126。應(yīng)當(dāng)注意，本發(fā)明還可以應(yīng)用于供應(yīng)有純氧氣的燃料電池。在該情況下，氧化劑儲備區(qū)位于空氣入口 126的位置。
[0040]另外，空氣(包含氧氣)供應(yīng)回路12b還包括用于回收沒有被燃料電池消耗的氧氣的回路12R，所述回路連接至燃料電池I的陰極回路的出口?；厥栈芈?2Rb通過位于空氣壓縮機125b下游的分支連接123b直接連接至供應(yīng)線路12A。在正常工作下，調(diào)壓閥122b使得耗盡的空氣持續(xù)排出到大氣。該調(diào)壓閥122b的打開度受到控制，從而在陰極回路中將壓力保持在所希望的值。
[0041]在燃料電池正常工作時，不使用回收回路，栗125關(guān)閉，回收回路12Rb中沒有循環(huán)氣體，回收回路12Rb實質(zhì)不存在。所有沒有被陰極回路消耗的氣體通過調(diào)壓閥122b排氣至大氣。在栗125在其關(guān)閉時并不自然執(zhí)行止回功能的情況下，需要在回收回路12Rb中提供止回閥，以便確保由壓縮機供應(yīng)的全部氣體流向燃料電池Ib的陰極回路。
[0042]截止閥128使得陰極回路能夠在燃料電池關(guān)閉時與大氣隔離。該截止閥128可以位于壓縮機的上游或下游。
[0043]另外，在氧化劑氣體供應(yīng)回路中，電磁閥129位于陰極上游。該電磁閥旨在使得，在燃料電池正常工作的階段，供應(yīng)回路能夠周期性地且非常短暫地向大氣排氣。確實，閥129的打開瞬間轉(zhuǎn)移了大量的平常供應(yīng)燃料電池的空氣或氧氣。該轉(zhuǎn)移然后在燃料電池的陰極導(dǎo)致暫時的氧氣供應(yīng)不足或短缺。該短暫的氧氣短缺能夠?qū)㈥帢O的鉑的氧化反應(yīng)逆轉(zhuǎn)為還原反應(yīng)，從而使陰極再生。
[0044]如上所述，無論實施方式如何，在燃料電池產(chǎn)生電流的階段期間有必要執(zhí)行氧化劑氣體的供應(yīng)的中斷。確實，在該情況下，壓縮機125b激活并向供應(yīng)回路12b送出空氣或氧氣。因此，在閥129的打開期間，存在于回路中的空氣處于使得其確實會通過該打開而排出的壓力。
[0045]圖2顯示了 16電池的燃料電池的在4小時30分的時段中的性能。該圖包括三條曲線，其分別顯示燃料電池的電池電流、電壓和平均功率。在開始的兩個小時中，燃料電池根據(jù)常規(guī)過程工作，不實施本發(fā)明。從時間T+2小時開始，執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的過程。
[0046]在工作的前兩個小時，觀察到了燃料電池的性能的下降，其表現(xiàn)為電壓和輸送的功率的逐漸下降。
[0047]從時間T = 2小時開始，燃料電池經(jīng)歷規(guī)律的氧氣短缺，其每五分鐘出現(xiàn)一次。然后，在每次氧氣短缺時，觀察到了輸送的功率的立即上升，達(dá)到與在時間T = O時所顯示的水平幾乎相等的水平。
[0048]該氧氣短缺對應(yīng)于本發(fā)明替選方案中的一個的實施，例如，圖1中出現(xiàn)的電磁閥129的打開。該打開是受例如燃料電池的控制器控制，以打開預(yù)定時長，例如三秒。該控制的通過從控制器向電磁閥發(fā)送周期性信號來執(zhí)行的。該閥的打開以及氧氣短缺在燃料電池的端口產(chǎn)生了瞬間電壓下降。因此，在另一示例中，在燃料電池的端口的電壓達(dá)到預(yù)定閾值(例如，500mV)時，控制電磁閥關(guān)閉。
[0049]從而該在曲線上觀察到，即使在工作一個小時后，規(guī)律的氧氣短缺能夠?qū)⑿阅軒缀醣３衷诔跏妓?，而在不實施根?jù)本發(fā)明的過程的情況下，可以見到，燃料電池的性能下降得非常迅速。
【主權(quán)項】
1.一種用于保持聚合物電解質(zhì)膜燃料電池(I)的性能的過程，所述燃料電池安裝在包括燃料氣體供應(yīng)回路和氧化劑氣體供應(yīng)回路的系統(tǒng)中，所述燃料氣體供應(yīng)回路將燃料氣體儲備區(qū)連接至燃料電池的陽極，所述氧化劑氣體供應(yīng)回路將氧化劑氣體儲備區(qū)或大氣連接至燃料電池的陰極，所述過程包括下列步驟: -用燃料氣體和氧化劑氣體供應(yīng)燃料電池， -當(dāng)燃料電池達(dá)到產(chǎn)生電流的工作狀態(tài)時，中斷氧化劑氣體向燃料電池的陰極側(cè)的入口的供應(yīng)， -在給定時間后和/或在燃料電池的端口的電壓達(dá)到預(yù)定水平時，重啟氧化劑氣體的供應(yīng)， -在燃料電池工作的期間周期性重復(fù)前述的兩個步驟。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過程，其中，氣體的供應(yīng)在三秒時段的中斷后重啟。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過程，其中，氣體的供應(yīng)在燃料電池的端口的電壓變?yōu)樾∮谖灏俸练鼤r重啟。4.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的過程，其中，步驟的重復(fù)頻率被設(shè)定為五分鐘。5.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的過程，其中，中斷氧化劑氣體供應(yīng)的步驟包括:打開位于燃料電池的陰極的上游且將氧化劑氣體供應(yīng)回路連接至外部空氣的閥。6.根據(jù)權(quán)利要求1至4中的任一項所述的過程，其中，中斷氧化劑氣體供應(yīng)的步驟包括:瞬間中斷位于氧化劑氣體供應(yīng)回路中的空氣壓縮機的工作。7.根據(jù)權(quán)利要求1至4中的任一項所述的過程，其中，中斷氧化劑氣體供應(yīng)的步驟包括:關(guān)閉位于氧化劑氣體供應(yīng)回路中的閥。8.—種聚合物離子交換膜燃料電池⑴的氣體回路，包括: -燃料氣體供應(yīng)回路(11)，其將燃料氣體儲備區(qū)連接至燃料電池的陽極， -氧化劑氣體供應(yīng)回路(12b)，其將氧化劑氣體儲備區(qū)或大氣連接至燃料電池的陰極， 其特征在于，所述回路額外包括安裝在氧化劑氣體供應(yīng)回路(12b)中的構(gòu)件，其用于周期性地且瞬間地中斷氧氣向燃料電池的陰極的供應(yīng)。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的氣體回路，其中，能夠產(chǎn)生短缺的構(gòu)件包括電磁閥，其位于氧化劑氣體供應(yīng)回路中的陰極的上游，并且將該回路連接至大氣。10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的氣體回路，其中，能夠產(chǎn)生短缺的構(gòu)件包括壓縮機，其位于大氣入口與陰極之間。11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的氣體回路，其中，能夠產(chǎn)生短缺的構(gòu)件包括閥，其位于氧化劑氣體供應(yīng)回路中。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于保持具有聚合物電解質(zhì)膜的燃料電池(1)的性能的方法，所述燃料電池布置在包括燃料氣體供應(yīng)回路(11)和氧化劑氣體供應(yīng)回路(12b)的系統(tǒng)中，所述燃料氣體供應(yīng)回路將用于燃料氣體的箱(HT)連接至燃料電池的陽極，所述氧化劑氣體供應(yīng)回路連接用于氧化氣體的箱或外部空氣，所述方法包括下列步驟：1.用燃料氣體和氧化氣體供應(yīng)燃料電池；2.當(dāng)燃料電池達(dá)到產(chǎn)生電流的工作條件時，切斷在燃料電池的陰極側(cè)的進(jìn)入口的氧化氣體供應(yīng)；3.在限定時段后和/或在燃料電池的端口的電壓達(dá)到限定水平時，恢復(fù)氧化氣體的供應(yīng)；4.在燃料電池工作的期間周期性重復(fù)前述的兩個步驟。本發(fā)明進(jìn)一步涉及燃料電池的氣體回路。
【IPC分類】H01M8/04537, H01M8/04089, H01M8/04746, H01M8/04223
【公開號】CN105247721
【申請?zhí)枴緾N201480030572
【發(fā)明人】V·布拉亞爾, G·帕加內(nèi)利, L·弗拉格涅爾
【申請人】米其林集團總公司, 米其林研究和技術(shù)股份有限公司
【公開日】2016年1月13日
【申請日】2014年5月27日
【公告號】EP3005453A1, WO2014191384A1