本發(fā)明涉及燃料電池技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種恢復(fù)燃料電池性能的方法。

背景技術(shù)：

燃料電池是一種電化學(xué)裝置，其組成與一般電池相同。其單體電池是由正負(fù)兩個電極(負(fù)極即燃料電極和正極即氧化劑電極)以及電解質(zhì)組成。不同的是一般電池的活性物質(zhì)貯存在電池內(nèi)部，因此，限制了電池容量。而燃料電池的正、負(fù)極本身不包含活性物質(zhì)，只是個催化轉(zhuǎn)換元件。因此燃料電池是名符其實(shí)的把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的能量轉(zhuǎn)換機(jī)器。電池工作時，燃料和氧化劑由外部供給，進(jìn)行反應(yīng)。原則上只要反應(yīng)物不斷輸入，反應(yīng)產(chǎn)物不斷排除，燃料電池就能連續(xù)地發(fā)電。氫-氧燃料電池的工作原理如下。

負(fù)極：H₂→2H⁺+2e^-

正極：0.5O₂+H⁺+2e^-→H₂O

電池反應(yīng)：H₂+0.5O₂＝＝H₂O

由于燃料電池的比能量高、環(huán)境友好、兼容可再生能源等特點(diǎn)，得到了全球各國政府、企業(yè)及研究團(tuán)體的極大重視。美、日、歐等發(fā)達(dá)國家持續(xù)加強(qiáng)對燃料電池領(lǐng)域的支持，相關(guān)技術(shù)不斷突破，車用質(zhì)子膜燃料電池已經(jīng)開始商用。

質(zhì)子交換膜燃料電池按照冷卻方法可以分為空冷和水冷兩種類型?？绽淙剂想姵氐年帢O側(cè)直接面對環(huán)境空氣，當(dāng)長時間不使用時燃料電池的性能會降低20％左右。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種能快速有效將長時間不使用的空冷型燃料電池的性能恢復(fù)的方法。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：一種恢復(fù)空冷型燃料電池性能的方法，包括以下幾個步驟：

(1)向待處理的燃料電池堆中通入氫氣和空氣，并用該燃料電池向外供電，一段時間后，切斷空氣供應(yīng)；

(2)燃料電池堆繼續(xù)向外供電，待燃料電池堆的輸出電壓低于1V一段時間后，恢復(fù)通入空氣；

(3)多次重復(fù)步驟(1)和步驟(2)的操作，最后切斷向外供電，停止通入氫氣和空氣，處理完成。

燃料電池在長時間放置時，Pt催化劑會被慢慢氧化變成PtO，造成催化劑的活性降低。此外，放置還會造成質(zhì)子交換膜的水分流失，使膜的質(zhì)子傳導(dǎo)電阻加大。采用上述的方法對長時間放置的電池進(jìn)行處理，會使PtO在低電勢下快速被還原成Pt。另外由于停止空氣供給，使反應(yīng)產(chǎn)生的水留在電極內(nèi)部使質(zhì)子交換膜可以快速濕潤。

燃料電池向外供電時的輸出電流為50～400mA/cm²。

燃料電池向外供電的時間為2～60s。

停止通入空氣后，燃料電池的輸出電壓逐漸降低至1V以下，并在1V低于1V的狀態(tài)下維持2～20s。

重復(fù)操作步驟(1)和步驟(2)的次數(shù)為≥1。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在以下幾方面：

(1)采用本發(fā)明的處理方法，能將長時間不使用的燃料電池的性能恢復(fù)，提高初始性能10％以上；

(2)處理方法簡單，不需要引入其他的試劑或裝置，處理成本低；

(3)恢復(fù)性能需要的時間短，從而有利于燃料電池快速達(dá)到額定功率。

附圖說明

圖1為燃料電池經(jīng)本發(fā)明處理前后的性能變化圖。

具體實(shí)施方式

下面對本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說明，本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。

實(shí)施例1

一種恢復(fù)空冷型燃料電池性能的方法，包括以下幾個步驟：

(1)向待處理的燃料電池中通過氫氣和空氣，增加負(fù)載使燃料電池的輸出電流在200mA/cm²，運(yùn)行20s后，停止通入空氣；

(2)停止通入空氣后，燃料電池堆繼續(xù)向外供電但燃料電池的輸出電壓會逐漸降低，待輸出電壓低于1V，并維持5s，恢復(fù)通入空氣；

(3)重復(fù)上述步驟的操作，重復(fù)5次后結(jié)束，最后切斷燃料電池對外，停止通入氫氣和空氣，處理完成。

測試同一個燃料電池在處理前后的性能，得到的結(jié)果如圖1所示。從圖中我們可以看出，在相同輸出電流情況下，處理后的燃料電池的電壓比處理前的電壓高10％以上，即燃料電池的輸出功率提高10％以上，即燃料電池的性能恢復(fù)。

實(shí)施例2

采用與實(shí)施例1相同的處理方法，不同之處在于：

(1)步驟(1)中燃料電池的輸出電流調(diào)整為400mA/cm²，運(yùn)行時間為5s；

(2)步驟(2)中燃料電池的輸出電壓低于1V后維持的時間為2s；

(3)本次測試重復(fù)操作的次數(shù)為1次。

經(jīng)檢測，處理前后的燃料電池性能提高12％。

實(shí)施例3

采用與實(shí)施例1相同的處理方法，不同之處在于：

(1)步驟(1)中燃料電池的輸出電流調(diào)整為50mA/cm²，運(yùn)行時間為60s；

(2)步驟(2)中燃料電池的輸出電壓低于1V后維持的時間為20s；

(3)重復(fù)操作的次數(shù)為8次。

經(jīng)檢測，處理前后的燃料電池性能提高15％。