[發明專利]用于降低在燃料電池堆中的碳腐蝕的方法以及機動車

在審

• 申請號: 201980079086.2
• 申請日: 2019-10-29
• 公開（公告）號: CN113169359A
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發明（設計）人: F·達維德
• 申請（專利權）人: 寶馬股份公司
• 主分類號: H01M8/043
• 分類號: H01M8/043;H01M8/04303;H01M8/04746;H01M8/0438;H01M8/04537;H01M8/04228;H01M8/04664;H01M8/1018;H01M4/92
• 代理公司: 中國貿促會專利商標事務所有限公司 11038
• 代理人: 閆娜

在這里公開的技術方案涉及一種用于降低在燃料電池系統的燃料電池堆(300)中的碳腐蝕的方法。所述方法包括如下步驟：i)檢測腐蝕值，所述腐蝕值代表在燃料電池堆(300)的非激活階段期間在燃料電池堆(300)中有概率發生的碳腐蝕的程度；并且ii)基于所述腐蝕值來啟動用于降低在燃料電池堆(300)中的碳腐蝕的保護措施。

技術領域

公開的技術方案涉及一種用于降低燃料電池堆的碳腐蝕的方法。在這里公開的技術方案還涉及一種具有燃料電池系統的機動車，其設計成用于，實施在這里公開的方法。

背景技術

這樣的燃料電池系統是已知的。先前已知的解決方案的缺點是，在某些情況下可以在燃料電池堆中形成所謂的氫氧前沿，所述氫氧前沿可以導致碳腐蝕并且因此導致燃料電池的退化。當氫氣從陽極擴散到陰極或者空氣從陰極擴散到陽極時，這樣的氫氧前沿可以尤其是在燃料電池系統長時間不激活之后出現。該現象是本領域技術人員已知的。

發明內容

在這里公開的技術方案的優選的任務是，降低或消除先前已知的解決方案的至少一個缺點。尤其地，優選的任務是，至少降低燃料電池在停車時間期間的退化。其他優選的任務可以由在這里公開的技術方案的有利效果得出。所述一個或多個任務通過獨立權利要求的內容來實現。從屬權利要求形成優選的設計方案。

所公開的技術方案涉及一種降低在燃料電池系統的燃料電池堆中的碳腐蝕的方法，所述方法包括如下步驟：

檢測腐蝕值，所述腐蝕值代表在燃料電池堆的非激活階段期間有概率在燃料電池堆中發生的碳腐蝕的程度；并且

基于所述腐蝕值來啟動用于降低在燃料電池堆中的碳腐蝕的保護措施。

在這里公開的技術方案尤其是涉及一種用于具有至少一個燃料電池的燃料電池系統的方法，以及涉及一種為該方法設置的燃料電池系統。該燃料電池系統例如旨在用于移動應用、例如機動車，尤其是用于為至少一個用于推進機動車的驅動機器提供能量。在燃料電池的最簡單的形式中，燃料電池是一種電化學能量轉換器，所述能量轉換器將燃料和氧化劑轉化為反應產物，并且在此產生電和熱。燃料電池包括陽極和陰極，所述陽極和陰極被離子選擇性的或者說可滲透離子的隔板隔開。陽極被供給燃料。優選的燃料是：氫氣、低分子量醇、生物燃料或液化天然氣。陰極被供給氧化劑。優選的氧化劑是例如空氣、氧氣和過氧化物。可選擇離子的隔板可以構造為例如質子交換膜(PEM)。優選使用可選擇陽離子的聚合物電解質膜。用于這樣的膜的材料例如是：和

除了所述至少一個燃料電池之外，燃料電池系統還包括外圍的系統組件(BOP組件)，在所述至少一個燃料電池運行時可以使用所述外圍的系統組件。通常，多個燃料電池組合成燃料電池堆或者說燃料電池堆疊。

燃料電池系統包括陽極子系統，所述陽極子系統由燃料電池系統的引導燃料的結構元件形成。陽極子系統可以具有至少一個壓力容器、至少一個儲罐截止閥、至少一個減壓器、至少一條通至陽極入口的陽極輸入管路、在燃料電池堆中至少部分由燃料電池堆形成的陽極室A，至少一個從陽極出口引出的陽極廢氣管路、至少一個水分離器、至少一個陽極掃氣閥，至少一個主動式或被動式的燃料再循環輸送器和/或至少一個再循環管路以及其他元件。陽極子系統的主要任務是，向陽極室的電化學活性的面供應和分配燃料以及排出陽極廢氣。陽極子系統還可以包括在陽極側的堆截止閥。陽極側的堆截止閥構造成用于，相對于燃料源(通常是至少一個壓力容器)并且相對于陽極子系統的其他組件來閉鎖陽極室并且在必要情況下閉鎖其他組件。

燃料電池系統包括陰極子系統。所述陰極子系統由引導氧化劑的結構元件形成。所述陰極子系統可以具有至少一個氧化劑輸送器、至少一個通至陰極入口的陰極輸入管路、至少一個從陰極出口引出的陰極廢氣管路、至少部分由燃料電池堆形成的陰極室K、陰極側的堆截止閥以及其他元件。陰極側的堆截止閥設置成用于，將陰極室K相對于陰極子系統的其他元件閉鎖。

陰極子系統的主要任務是，向陰極室的電化學活性的面供應和分配氧化劑和排出氧化劑。