[發(fā)明專利]一種高溫質(zhì)子交換膜燃料電池的啟停方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811453381.3
• 申請(qǐng)日: 2018-11-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111261901B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-04-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫海;李印華;楊林林;趙世雄;孫公權(quán)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所
• 主分類號(hào): H01M8/04225
• 分類號(hào): H01M8/04225;H01M8/04228;H01M8/04302;H01M8/04303
• 代理公司: 沈陽(yáng)科苑專利商標(biāo)代理有限公司 21002
• 代理人: 馬馳

1.一種高溫質(zhì)子交換膜燃料電池的啟停方法，其特征在于：

在高溫質(zhì)子交換膜燃料電池啟停過(guò)程中用H₂、或CO和H₂混合氣進(jìn)料，利用H₂、或CO和H₂在Pt表面的競(jìng)爭(zhēng)吸附特性，降低啟停過(guò)程中陽(yáng)極氫氣氧化量，從而降低啟停過(guò)程中陰極碳腐蝕的量；

開(kāi)機(jī)時(shí)：針對(duì)高溫質(zhì)子交換膜燃料電池，在70-90 ℃時(shí)開(kāi)始進(jìn)料，先用H₂或H₂與CO的混合氣進(jìn)入陽(yáng)極側(cè)，其中CO體積含量0-10%；陽(yáng)極進(jìn)氣5-30s后陰極通入空氣，待溫度升至100-125 ℃時(shí)，開(kāi)始加載電流進(jìn)行放電；

關(guān)機(jī)時(shí)：將放電電流降低，保證單節(jié)電池放電電壓不高于0.8V且不低于0.4V；待溫度降至125-100℃溫度時(shí)，繼續(xù)調(diào)低放電電流，且關(guān)閉陰極反應(yīng)氣，待放電電壓降至單節(jié)電池放電電壓小于0.2V時(shí)，將放電電流調(diào)至0，關(guān)閉陽(yáng)極反應(yīng)氣。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的啟停方法，其特征在于：

開(kāi)機(jī)時(shí)，所述H₂或H₂與CO的混合氣的進(jìn)料量為200 mA/cm²放電電流密度下對(duì)應(yīng)理論氫氣進(jìn)料量的1.2-2.0倍，即化學(xué)計(jì)量比為1.2-2.0倍。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的啟停方法，其特征在于：

關(guān)機(jī)時(shí)，所述氫氣流量為放電電流所對(duì)應(yīng)的理論氫氣量的1.2-2.0倍。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的啟停方法，其特征在于：

關(guān)機(jī)時(shí)，待溫度降至125-100℃溫度時(shí)，將放電電流調(diào)至10-50 mA/cm²。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的啟停方法，其特征在于：

關(guān)機(jī)時(shí)，關(guān)閉陽(yáng)極反應(yīng)氣后，密封陰陽(yáng)極進(jìn)出口。

6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一所述的啟停方法，其特征在于：

所述高溫質(zhì)子交換膜燃料電池膜電極是基于磷酸摻雜的高溫電解質(zhì)膜，所述高溫電解質(zhì)膜為聚2，5-苯并咪唑（AB-PBI）、聚2,2’-間甲苯基-5,5’-二苯并咪唑（PBI）、聚4,4’-二苯醚基-5,5’-二苯并咪唑（OPBI）、磺化PBI、PBI/聚酰亞胺（PI）、聚醚醚酮（PEEK）、磺化聚醚醚酮（SPEEK）、PBI/ABPBI、PBI/ PEEK、PBI/SPEEK、烷基聚苯并咪唑（PPS）中的任意一種。

7.按照權(quán)利要求1-5任一所述的方法，其特征在于：

所述高溫質(zhì)子交換膜燃料電池的陽(yáng)極和陰極都是載有Pt基電催化劑的氣體擴(kuò)散電極，Pt基電催化劑是Pt/C、PtRu/C、PtCo/C、PtCr/C、PtNi/C、PtMo/C、PtFe/C、PtPd/C、PtSn/C、PtRe/C、PtAu/C、PtW/C、PtRh/C、PtRuSn/C、PtRuW/C、PtRuOs/C、PtRuMo/C、PtRuNi/C、PtRuPd/C中的一種或兩種混合。