[發(fā)明專利]操作燃料電池堆的方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 200680040743.5 | 申請日： | 2006-10-31 |
| 公開（公告）號： | CN101300703A | 公開（公告）日： | 2008-11-05 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | M·K·布丁斯基;C·S·吉特爾曼;C·L·路易斯;D·P·米勒;賴業(yè)宏 | 申請（專利權(quán)）人： | 通用汽車公司 |
| 主分類號： | H01M8/04 | 分類號： | H01M8/04;H01M2/34;H01M8/02;H01M2/32;H01M4/86 |
| 代理公司： | 中國專利代理(香港)有限公司 | 代理人： | 溫大鵬;楊松齡 |
| 地址： | 美國密*** | 國省代碼： | 美國;US |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 操作 燃料電池 方法 | ||
1.一種操作燃料電池堆以阻止燃料電池膜由于濕膨脹漸變而發(fā)生機械失效的方法，包括：
提供多個燃料電池，每個燃料電池都包括膜和陽極催化劑層及陰極催化劑層；
將所述膜和電極插入到雙極板之間，每個雙極板具有包括反應(yīng)流區(qū)域的面，所述反應(yīng)流區(qū)域至少部分地由多個槽脊和槽道限定；
加濕所述燃料電池堆；
使所述燃料電池堆中的濕度從低于100％相對濕度的條件循環(huán)到100％相對濕度的條件或發(fā)生水冷凝的條件，并且其中所述循環(huán)包括以低于0.2λ/sec的速率干燥所述燃料電池堆。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述干燥速率等于或小于0.1λ/sec。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述干燥速率等于或小于0.05λ/sec。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述膜包括擠壓膜。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中所述膜包括含有全氟磺酸的擠壓膜。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中所述膜包括含氟聚合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中所述膜包括烴聚合物或部分氟化烴聚合物。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，包括：在所述濕度循環(huán)期間，所述膜的平面膨脹率等于或小于25％。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的方法，包括：所述濕度循環(huán)的幅度小于50％相對濕度。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述濕度循環(huán)的幅度小于20％相對濕度。
11.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的方法，其中所述陽極催化劑層和陰極催化劑層中的每一個基本無裂縫。
12.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的方法，包括：
以低于700mV的電動勢來操作所述燃料電池堆。
13.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的方法，包括：
在每個槽道之上的氣體擴散介質(zhì)和MEA之間的最小壓縮壓力至少為0.2Mpa。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中在每個槽道之上的氣體擴散介質(zhì)和MEA之間的最小壓縮壓力為等于或大于0.38MPa。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中在每個槽道之上的氣體擴散介質(zhì)和MEA之間的最小壓縮壓力為等于或大于0.76MPa。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中任意槽道上的最小壓縮壓力除以燃料電池的整個有效面積上的平均壓縮壓力的比值至少為0.6。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中任意槽道上的最小壓縮壓力除以燃料電池的整個有效面積上的平均壓縮壓力至少為0.27。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述燃料電池包括可壓縮材料，并且其中所述可壓縮材料被均勻壓縮。
19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，包括：
使導(dǎo)電限制層置于所述陽極催化劑層和陰極催化劑層至少之一的上方或下方，以限制所述膜的平面膨脹，阻止所述膜在形成于所述陽極催化劑層和陰極催化劑層之一中的裂縫內(nèi)箍縮，或抑制初裂在所述電極催化劑層之一中的擴散。
20.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述膜包括擠壓膜。
21.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述膜包括含有全氟磺酸的擠壓膜。
22.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述膜包括含氟聚合物。
23.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述膜包括烴聚合物或部分氟化烴聚合物。
24.根據(jù)權(quán)利要求1或8所述的方法，進一步包括位于所述陽極催化劑層或陰極催化劑層至少之一上的導(dǎo)電限制層，所述導(dǎo)電限制層被構(gòu)建和設(shè)置成限制所述膜在加濕期間的膨脹。
25.根據(jù)權(quán)利要求1或8所述的方法，進一步包括位于所述陽極催化劑層或陰極催化劑層至少之一上的導(dǎo)電多微孔層，所述多微孔層被構(gòu)建和設(shè)置成限制所述膜在加濕期間的膨脹。
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