專利名稱：啟動期間最大化燃料電池電壓的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種操作燃料電池系統(tǒng)的方法，更具體地，涉及在可能導(dǎo)致燃
料電池系統(tǒng)內(nèi)的水凍結(jié)的溫度，操作燃料電池系統(tǒng)以最優(yōu)化該燃料電池系統(tǒng)的 啟動操作的方法。
背景技術(shù)：
燃料電池系統(tǒng)鄉(xiāng)料電池堆(foel cell stack)中將燃料和氧化劑轉(zhuǎn)化成電。一 種燃料電池系^^用質(zhì)子^^奐斷以下稱為"proton exchange membrane, PEM")來 催化艦燃線例如氫氣)和氧化劑(例如氧氣或空氣)的反應(yīng)，以產(chǎn)生電。所述 PEM是固體聚合物電解質(zhì)職solid polymer eleclrolyte membrane),其4^料電池 系統(tǒng)的每個(gè)斜蟲的燃料電池組fKfoel cell assembly)中i^t質(zhì)子從陽極轉(zhuǎn)移到陰 極。電極、催化劑和所述PEM組裝起來形成膜電極組^(membrane electrode assembly, MEA)。在典型的PEM燃料電池組件中，所述MEA被置于氣體擴(kuò)散介質(zhì)(gas diffiision media^ GDM)之間。所述GDM和MEA被置于一對導(dǎo)電板(plates)之間。 如果所述板魏極板(bipolar plates),貝U所述板在燃料電池系統(tǒng)中相鄰的燃料電 池組件之間傳導(dǎo)電流。如果所述板是在燃料電池組件堆的末端處的單極板 (unipolarplates),則所述板向所M料電池組4甘卜部傳導(dǎo)電流。
單個(gè)的燃料電池組件包括形成于其中的Sit(channels)，以便于反應(yīng)物和冷 卻流體在其中流過。燃料電池板通常設(shè)計(jì)有盤管流動通道(seipentine flow channds)。盤管流動通道是希望的，因?yàn)樗鼈冇行У貙⒎磻?yīng)物分配在燃料電池組 件的活性區(qū)域上，從而使燃料電池組件的性能和穩(wěn)定性最大化。水從流動通道 向燃料電池板的出口歧管(manifolds)的移動由經(jīng)過燃料電池組件的反應(yīng)物的流 動引起。在冰點(diǎn)以下的割牛下，PEM燃料電池系統(tǒng)中的水可育激聚并形成冰。 PEM的反復(fù)凍結(jié)和融化可能減小所述PEM的4頓壽命。另外，由于燃料電池 系統(tǒng)中水和冰的存在，所述燃料電池系統(tǒng)的啟動操作所需要的時(shí)間會增加。包 括所3M料電池系統(tǒng)的^ffi工具的暖機(jī)(wami-up)和開走時(shí)間(drive away time)也
4會增加。—般地，在關(guān)閉操作(shutdown operation)期間，{頓排水操作來移除燃料 電池系統(tǒng)的歧管內(nèi)的水。在所述排水操作之后留衫萬述燃料電池系統(tǒng)中的水可 以禾,關(guān)閉清斷shutdown purge)MM料電池系統(tǒng)中移除。所述關(guān)閉清除可以是 真空蒸發(fā)、空氣清除(airpurge)、反應(yīng)物力W顯的終止(cessation)、 ^領(lǐng)域公知的 其它類似的燃料電池組件纟S^不足(humidity starvation)方法。
為了在啟動操作和正常操作期間保持燃料電池系統(tǒng)中的高質(zhì)子傳導(dǎo)性以 及低內(nèi)阻，所述PEM必須保持理想的水合水平。常規(guī)的關(guān)閉清除31f呈通常目的 是AM料電池系統(tǒng)的燃料電池板流體M、 GDM、電極孔和PEM除去液體。 液態(tài)水的充分去除(例如從流動通道)通常需要長清除時(shí)間，從而所mPEM除 去水浙moisture)的過程導(dǎo)致不希望的PEM ^p燥至低于所需7jC合水平的水平。典 型的PEM將具有約為9的水合指數(shù)OO。所述水合指數(shù)定義為PEM中每當(dāng)量磺 酸基團(tuán)的7JC摩爾數(shù)(number of moles of water per equivalent sulfonic acid group)。經(jīng) 過常規(guī)關(guān)閉清除操作后，PEM可能具剤氐于3.5的7jC合指數(shù)。如果PEM的水合 指數(shù)小于9，貝IJ所鵬料電池組件中會發(fā)生,電J1)損耗。M損糧Ohmic loss) 定義為由對PEM中離子流動的阻礙以及對通過電極和雙極板材料的電子流動 的阻礙導(dǎo)致的電壓降。在寒冷或凍結(jié)條件下在啟動操作期間，水合指數(shù)小于9 可能導(dǎo)致燃料電池系統(tǒng)中增加的歐織電Jl)損耗，從而進(jìn)一步增加暖機(jī)和開走時(shí) 間。期望開發(fā)一種操作燃料電池系統(tǒng)的方法，以在可能導(dǎo)致燃料電池系統(tǒng)中的 水凍結(jié)的、鵬最優(yōu)化燃料電池系統(tǒng)的啟動操作。

發(fā)明內(nèi)容
和本發(fā)明協(xié)調(diào)一致，令人驚i她發(fā)現(xiàn)了一種操作燃料電池系統(tǒng)的方法，以
在可能導(dǎo)致燃料電池系統(tǒng)中的水凍結(jié)的皿最佳化燃料電池系統(tǒng)的啟動操作。
在另一個(gè)實(shí)施方案中，操作燃料電池系統(tǒng)的方、跑括以下步膝提供包括
多個(gè)燃料電池組件的燃料電池堆，每個(gè)燃料電池組件具有置于多個(gè)燃料電池板
之間的質(zhì)子交換膜；在關(guān)閉操作期間從燃料電池系統(tǒng)中清除水；在關(guān)閉清除后 通過電流操作在燃料電池系統(tǒng)中產(chǎn)生電流以在其中產(chǎn)生產(chǎn)物水，其中所產(chǎn)生的 水水合所述質(zhì)子交換膜以在燃料電池系統(tǒng)的啟動操作期間阻礙跨^^述燃料電 池組件的歐姆損耗；以及提供調(diào)節(jié)所述電流流動的體Oneans)，其中響應(yīng)高頻 響應(yīng)(High Frequency Response, HFR)信號來調(diào)^0f述電流。在另一個(gè)實(shí)施方案中，操作燃料電池系統(tǒng)的方法包括以下步驟提供包括
多個(gè)燃料電池組件的燃料電池堆，每個(gè)燃料電池組件具有置于多個(gè)燃料電池板
之間的質(zhì)子交換膜；在關(guān)閉操作期間皿料電池系統(tǒng)清除水；在關(guān)閉清除后通 過電流操作在燃料電池系統(tǒng)中產(chǎn)生電流以在其中產(chǎn)生產(chǎn)物7jC，其中所產(chǎn)生的水 水合所述質(zhì)子交換膜以在燃料電池系統(tǒng)啟動操作期間阻礙跨越所 料電池組 件的歐姆損耗；以及提供調(diào)節(jié)所述電流的裝置，其中產(chǎn)生所需持續(xù)時(shí)間的電流 以產(chǎn)生所需數(shù)量的產(chǎn)物水，從而實(shí)現(xiàn)所需的所^M子^J奐膜的水合指數(shù)(X)。


圖1是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的包括兩個(gè)燃料電池組件的燃料電池堆的爐透視 亂和圖2是'燃料電池組件的局部截面圖。
具體實(shí)施例方式以下的詳細(xì)說明和

糊述了本發(fā)明的多個(gè)示例性實(shí) 案。所述 說明和附圖用于使得本領(lǐng)域技術(shù)人員會,制造和使用本發(fā)明，并不是以任何方 式限制本發(fā)明的范圍。對于所公開的方法，所給出的步驟實(shí)質(zhì)上標(biāo)例性的，
從而，所述步驟柳,不^^、要的或關(guān)鍵性的。圖1顯示了根據(jù)現(xiàn)有獄的包括兩個(gè)燃料電池的燃料電池系統(tǒng)10。然而， 可以理解的是，根據(jù)需要，在it料電池系統(tǒng)10中可以采用任何數(shù)量的jt料電池。 所^^料電池系統(tǒng)10包括由雙極板16分隔的一對膜電極組ft(MEA)12、 14。 在終端板18、 20以及終端接觸元件22、 24之間，所述MEA 12、 14和雙極板 16堆疊在一起。所，極板16和終端接觸元件22、 24分別包括工作面26、 28、30、 32，用于將燃料和氧化齊O(例如，分別為H2和02)分配到MEA12、 14。非 傳導(dǎo)性襯^(nonconductive gaskete)34在燃料電池系統(tǒng)10的/l/W件之間提供密 封和電絕緣。MEA 12、 14鄰近稱為氣體擴(kuò)散介質(zhì)的約傳導(dǎo)材樹未示出)設(shè)置。所述 氣體擴(kuò)散介質(zhì)可包括碳或石墨擴(kuò)散紙。如本文中所述的那樣，所述氣體擴(kuò)散介 質(zhì)粘附到MEA12、 14上。終端接觸元件22、 24鄰近MEA12、 14的擴(kuò)散介質(zhì) 設(shè)置。雙極板16鄰近在MEA 12的陽極面上的擴(kuò)散介質(zhì)設(shè)置，并且還鄰JS在 MEA 14的陰極面上的氣體擴(kuò)散介質(zhì)設(shè)置。例如，經(jīng)合適的供給管道40，從氧 氣源38將氧氣供應(yīng)到燃料電池系統(tǒng)10的陰極側(cè)36。例如，經(jīng)合適的供給tit 46， A旭氣源44將氫氣供應(yīng)到燃料電池的陽極側(cè)42?？蛇x擇的，可以將環(huán)境空 氣提供給陰極側(cè)作為氧氣源并且從甲醇或汽油轉(zhuǎn)化戮refoimer)等將氫氣提供給 陽極。還^供用于MEA12、 14的陽極側(cè)42和陰極側(cè)36的排出管道(未示出)。 提供另外的管道48、 50、 52用于向雙極板16和終端板18、 20提供液態(tài)^4卩齊iJ。 還提供用于,A^極板16和終端板18、 20排出冷卻劑的合適的徵貧(未示出)。
然后參見圖2，示出了 PEM燃料電池組件54。所述燃料電池組件54包括 第一雙極板56、第J極板58以M電極組ft(MEA)12。 MEA12置于擴(kuò)散介 質(zhì)60之間。MEA 12包括置于兩個(gè)催化劑層64之間的質(zhì)子!^M(PEM)62。 PEM 62 是薄的、固體聚合物膜-電解質(zhì)，但是，根據(jù)需要，可以是任何常規(guī)的PEM62。 Sf 示出的實(shí)施方案中，所述催化劑層64由負(fù)載在高結(jié)構(gòu)(high-s加cture)碳上的 鉑形成，但是可以是任何常規(guī)的催化劑，例如鈾-釕催化劑?？梢岳斫獾氖牵琈EA 12可以包括微孔嵐未示出)，用于燃料電池組件54中增加的電流密度以及水管 理。所述擴(kuò)散介質(zhì)60包括第一側(cè)66和第二側(cè)68。擴(kuò)散介質(zhì)60之一置于MEA 12和所述第一雙極板56之間，并且擴(kuò)散介質(zhì)60的另外一個(gè)置于MEA 12和所 述第二雙極板58之間。在使用中，經(jīng)管道46將氫氣媳氣源44供應(yīng)到燃料電池系統(tǒng)10的終端 接觸元件24和雙極板16的陽極側(cè)42。經(jīng)管道40將作為氧化劑的氧氣從氧氣源 38供應(yīng)到終端接觸元件22和雙極板16的陰極側(cè)36。可選擇的，可將環(huán)境空氣 ,供應(yīng)到陰極側(cè)36作為氧化劑并且可以從甲醇g油轉(zhuǎn)化器將氫氣供應(yīng)到陽極側(cè)42。在陽極側(cè)42，氫氣被催化分 質(zhì)子和電子。所形成的質(zhì)子穿透PEM 62 到達(dá)陰極側(cè)36。電子沿著外部負(fù)荷電^(未示出)移動到達(dá)MEA12的陰極側(cè)36， 這樣，產(chǎn)生燃料電池系統(tǒng)10的電流輸出。同時(shí)，氧氣流被輸懇ljMEA12的陰 極側(cè)36。在陰極側(cè)36，氧氣分子與穿過PEM62的質(zhì)子以及經(jīng)外部電路到達(dá)的 電子反應(yīng)以形成產(chǎn)物水。當(dāng)暴露于低于其冰點(diǎn)的MS時(shí)7jC容易凍結(jié)。
在燃料電池系統(tǒng)10的關(guān)閉操作期間，可以執(zhí)行清除操作以除去通道水、 7K栓(water slugs)、和來自MEA 12的殘余7K，并阻礙低于冰點(diǎn)的^K牛下冰的形 成。當(dāng)MEA 12被干燥時(shí)，PEM 62也被干燥。所述PEM可到達(dá)基本接近3.5 的tK合指數(shù)(X)，其中所述水合指數(shù)定義為PEM中每當(dāng)量磺酸基歐S03-)水的摩 爾數(shù)。當(dāng)環(huán)境、皿為-20攝氏度并且水合指數(shù)等于或大于9時(shí)，PEM62被認(rèn)為 是充分7K合的。可以理解的是，在低于-20攝氏度的環(huán)境鵬，PEM62的充分 水合由更低的水合指數(shù)(即，X等于或大于6)指示，并且在高于-20攝氏度的環(huán)境 、溫叟，PEM62的充分水合由更高的水合指數(shù)(即，X等于或大于10)指示。對于 所述PEM62當(dāng)水合指劍氐于9時(shí)，水合不充分。當(dāng)將PEM62千燥到水合指數(shù) 實(shí)質(zhì)低于9時(shí)，可能發(fā)生不希望的,電壓)損耗。在接g低于水的冰點(diǎn)的溫 度，在啟動操作期間歐姆損耗可能增加。為了抵消(counteract)不充分的水合并阻礙,損耗，在清除操作后在燃料 電池系統(tǒng)10中產(chǎn)生電流。ffiil簡單地操作(briefly operating)所iM料電池系統(tǒng) IO來產(chǎn)生所述電流。該簡單操作(briefoperation)稱為電流操作。執(zhí)行所述電流操 作以，料電池系統(tǒng)10中產(chǎn)生所需數(shù)量的產(chǎn)物7JC來7jC合PEM 62。在清除操作 后7jC合PEM62在啟動期間阻礙,損耗。所i^ 需數(shù)量的產(chǎn)物水是這樣的量， 其足以將PEM 62水合到所需的水合指數(shù)，而不產(chǎn)生產(chǎn)物水至其中所^7K溢出 iSA催化齊U層64的程度。己經(jīng)獲得有利的結(jié)果，其中燃料電池系統(tǒng)10中產(chǎn)生 的電流具有等于或小于0.12A/cm2的電流密度，但是按照需要也可以JOT其它的 電流密度。例如，在0.02A/cm2的電流密度需要230秒的持續(xù)時(shí)間來充分水合 PEM62的情況下，在相似條件下，0.05A/cr^的電流密度需要92秒的持續(xù)時(shí)間 來充分水合PEM62。在所述電流密度低的情況下，所述電流操作的持續(xù)時(shí)間更 長以再水合PEM62。但是，如果電流密度太高，PEM將無法和水被產(chǎn)生一樣 快的來吸收產(chǎn)物7jC，所淑K會溢出進(jìn)入催化齊U層，抵消所述清除帶來的好處。 所述電流操作的電流密度不應(yīng)大于PEM可以吸收產(chǎn)物水的速率。PEM可以吸收水的速率,于PEM的性質(zhì)，例如，當(dāng)量(equivalent weight, EW)、催化劑 負(fù)載量(catalyst loading)和電極組賄electrode composition)。評估PEM性質(zhì)的特定 組合并由此調(diào)整電流密度?？梢哉{(diào)整電流操作的持續(xù)時(shí)間以產(chǎn)生所需數(shù)量的產(chǎn)物7K，其中電流的調(diào)整 包括量值(magnitude)的增加、量值的減小、恒定量值以及電流流動的停止。所 述持續(xù)時(shí)間可以預(yù)先確定，或者，可以響應(yīng)例如高頻響應(yīng)(HFR)ft號來調(diào)整所述 ,時(shí)間。如圖2所示，使頻率響應(yīng)系統(tǒng)70 ffi于測SM料電池組件54的HFR。 本公開的頻率響應(yīng)系統(tǒng)可以是任何公知的適于測 料電池系統(tǒng) 料電池部 件的HFR的設(shè)備，例如頻率響應(yīng)分析戮frequencyresponse analyzer)。 HFR在于 當(dāng)AC信號被施加到電負(fù)幾electronic load)以調(diào)制DC負(fù)載電流時(shí)，測量燃料電 池系統(tǒng)10的電阻抗(dectrical impedance)的變化。所述AC信號一般產(chǎn)生于大約 lkHz的特定頻率。然而，可以理解的是，所述AC信號可以在一定頻率范圍之 內(nèi)變化。由頻率響應(yīng)系統(tǒng)70測量所得到的AC電壓和電流響應(yīng)的量值和相位。 這組信號之間的振幅和相位關(guān)系將產(chǎn)生非常多種的分析結(jié)果，例如總阻抗量值 (overall impedance magnitude)。所述頻率響應(yīng)系統(tǒng)70適應(yīng)于測量跨SM料電池系統(tǒng)10的至少一個(gè)PEM 62的HFR。作為一個(gè)無限定作用的實(shí)例，所述頻率響應(yīng)系統(tǒng)70與燃料電池系 統(tǒng)10的一個(gè)或多個(gè)^燃料電池組件54獨(dú)立電連接。所述頻率響應(yīng)系統(tǒng)70適應(yīng)于 測量離M^燃料電池系統(tǒng)10的至少一部分的HFR。如附兌明的那樣，所述頻 率響應(yīng)系統(tǒng)70顯示出與催化劑層64電連接。本領(lǐng)職術(shù)人員應(yīng)理解，可以根 據(jù)需要選擇其它的頻率響應(yīng)系統(tǒng)70的配置，用于測量燃料電池系統(tǒng)10的HFR。 [0026班預(yù)先確定在電繊作期間所產(chǎn)生的電流的持續(xù)時(shí)間盼瞎況下，將根據(jù)電 流操作的所述持續(xù)時(shí)間產(chǎn)生電流以將PEM 62水合到所需的水合指數(shù)。例如， 如果PEM 62的7jC合指數(shù)為3.5并且電流操作期間的電流密度為0.02A/Cm2if^ 230秒，那么在電流操作停止之前，PEM 62 7jC合PEM 62 230秒的時(shí)間?？梢?理解的是，可以通過任何常規(guī)方式例如手工操作和控制器來調(diào)整電流的持續(xù)時(shí) 間。在響應(yīng)高頻響應(yīng)(HFR)信號調(diào)整電流的持續(xù)時(shí)間的情況下，當(dāng)AC信號被 施加到電負(fù)載以調(diào)制DC負(fù)載電流時(shí)，測量燃料電池系統(tǒng)10的電阻抗的變化。 HFR信號Mil頻率響應(yīng)系統(tǒng)70測量并由操作者(operator)進(jìn)行分析。隨著PEM 62
9水合的增加，HFR值減小。在電,作期間電流的持續(xù)時(shí)間一直,直到超1』 所需的HFR 化，表明PEM 62已經(jīng)達(dá)到基本接近9的水合指數(shù)或者ii^所 需水合?？梢岳斫獾氖牵l率響應(yīng)系統(tǒng)70可以包括適應(yīng)于響應(yīng)所述HFR信號 而調(diào)節(jié)所述電流的控制器。通過將PEM 62 zK合至基本接近9的水合指數(shù)，使 得在啟動操作期間，尤其是在寒冷或冰凍條件下，所遇到的燃料電池系統(tǒng)10中 的歐姆損耗被最小化。因此，發(fā)電(powergeneration)被最大化，并且暖機(jī)時(shí)間和 達(dá)到開走功率的時(shí)間被最小化。根據(jù)上述說明，本領(lǐng)域技術(shù)人員肖灘容易地確定本發(fā)明的本質(zhì)特征，而且 在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，肖^夠?qū)Ρ景l(fā)明做出各種變化和修改以 ^吏其適應(yīng)于各種用途和^^牛。
權(quán)利要求
1.操作燃料電池系統(tǒng)的方法，該方法包括以下步驟提供燃料電池堆，其包括多個(gè)燃料電池組件，每個(gè)燃料電池組件具有置于多個(gè)燃料電池板之間的質(zhì)子交換膜；在關(guān)閉操作期間從該燃料電池系統(tǒng)中清除水；以及在所述關(guān)閉清除之后，操作該燃料電池系統(tǒng)以產(chǎn)生產(chǎn)物水，其中所述產(chǎn)物水水合所述質(zhì)子交換膜以在該燃料電池系統(tǒng)的啟動操作期間阻礙跨越所述燃料電池組件的歐姆損耗。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，進(jìn)一步包括j糊7jc合指數(shù)測動;f艦子効繊的水合的步驟。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中一,生電驢到測量至U所艦子交鵬的 所希望的7K合指數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其中該所希望的7K合指數(shù)在-20攝氏度鵬為約9。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所產(chǎn)生的電流的電流密度小于0.12A/cm2。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中在電流操作期間所產(chǎn)生的電流的電流密度為 0.02A/cm2至0.05A/cm2。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中產(chǎn)生預(yù)定持續(xù)時(shí)間的電流以產(chǎn)^^f需數(shù)量的 產(chǎn)物水。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中響應(yīng)指示所艦子交J繊的7jC合的高頻響應(yīng) (HFRMt號調(diào)節(jié)所產(chǎn)生的電流。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其中一,鈔萬述電驢到達(dá)到所需的指示所述 質(zhì)子交換膜的水合的HFR信號。
10.操作燃料電池系統(tǒng)的方法，該方法包括以下步驟 提供燃料電池堆，其包括多個(gè)燃料電池組件，^h燃料電池組件具有置于多個(gè)燃料電池板之間的質(zhì)子交換膜-,在關(guān)閉操作期間從 料電池系統(tǒng)中清除水；在該關(guān)閉清除之后利用電流操作在該燃料電池系統(tǒng)中產(chǎn)生電流以在其中產(chǎn) 生產(chǎn)物水，其中所產(chǎn)生的水水合所述質(zhì)子交換膜以在該燃料電池系統(tǒng)的啟動操作期間阻礙j f^所纖料電池組件的,損耗；以及提供調(diào)節(jié)電流流動的裝置，其中響應(yīng)高頻響應(yīng)(HFRKf號調(diào)節(jié)該電流。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10的方法，進(jìn)一步包括1頓水合指數(shù)測量所艦子鄉(xiāng)膜 的水合的步驟。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中一直產(chǎn)生電 :到測量到所 子交換膜的所希望的水合指數(shù)。
13. 根據(jù)權(quán)禾腰求12的方法，其中i^/f希望的水合指數(shù)在-20攝氏度鵬為 約9。
14. 根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其中所產(chǎn)生的電流的電流密度小于0.12A/cm2。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14的方法，其中所產(chǎn)生的電流的電流密度為0.02A/cm2至 0.05A/cm2。
16. 根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其中產(chǎn)生所需持續(xù)時(shí)間的電流以產(chǎn)生指示所述 燃料電池膜的水合的HFK信號。
17. 操作燃料電池系統(tǒng)的方法，該方法包括以下步驟 提供燃料電池堆，其包括多個(gè)燃料電池組件，每個(gè)燃料電池組件具有置于多個(gè)燃料電池板之間的質(zhì)子交換膜；在關(guān)閉操作期間從 料電池系統(tǒng)中清除水；在該關(guān)閉清除之后利用電流操作在該燃料電池系統(tǒng)中產(chǎn)生電流以在其中產(chǎn) 生產(chǎn)物水，其中所產(chǎn)生的水水合所述質(zhì)子交換膜以在該燃料電池系統(tǒng)的啟動操 作期間阻礙l^^i所M料電池組件的^l損耗；以及提供調(diào)節(jié)該電流的裝置，其中產(chǎn)生所需持續(xù)時(shí)間的所述電流以產(chǎn)生所需數(shù) 量的產(chǎn)物水以實(shí)現(xiàn)質(zhì)子交 ，的所需的水合指數(shù)(X)。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17的方法，進(jìn)一步包括i頓7jC合指數(shù)測量所艦子効奐膜 的水合的步驟。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18的方法，其中一直產(chǎn)生電tt到測量到所述質(zhì)子交換膜 的所希望的水合指數(shù)。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19的方法，其中該所希望的水合指數(shù)在-20攝氏度溫度為 約9。
全文摘要
本發(fā)明涉及啟動期間最大化燃料電池電壓的方法。本發(fā)明公開了一種操作燃料電池系統(tǒng)的方法，該方法包括以下步驟；提供包括多個(gè)燃料電池組件的燃料電池堆，每個(gè)燃料電池組件具有置于多個(gè)燃料電池板之間的質(zhì)子交換膜，其中在關(guān)閉操作期間從燃料電池系統(tǒng)清除水，以及，在關(guān)閉清除之后在該燃料電池系統(tǒng)中產(chǎn)生電流以產(chǎn)生產(chǎn)物水來水合所述質(zhì)子交換膜。
文檔編號H01M8/04GK101557003SQ200810189558
公開日2009年10月14日 申請日期2008年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月14日
發(fā)明者E·L·湯普遜 申請人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作公司