专利名称：燃料电池的再水化的制作方法
燃料电池的再水化本发明涉及燃料电池，并且特别涉及质子交换膜类型的燃料电池，其中 将氢供应到燃料电池的阳极侧，将氧供应到燃料电池的阴极侧，以及在燃料电池的阴极侧产生作为副产品的水(water by-product)并从燃料电池的阴极 侧将作为副产品的水去除。这种燃料电池包括质子交换膜(PEM)，其夹在两个多孔电极之间，共 同构成膜电极组件(MEA) 。 MEA自身通常夹在以下两个结构之间(i) 阴极扩散结构，其具有与MEA的阴极面相邻的第一面；以及(ii)阳极扩散 结构，其具有与MEA的阳极面相邻的第一面。阳极扩散结构的第二面与阳 极流体流动场板(fieldplate)相接触，用以聚集电流以及将氢分布到阳极扩 散结构的第二面。阴极扩散结构的第二面与阴极流体流动场板相接触，用以 聚集电流、使氧分布到阴极扩散结构的第二面以及从MEA提取过量的水。 阳极和阴极流体流动场板通常均包括硬导电材料，所述硬导电材料在与各个 扩散结构相邻的表面上具有流体流动沟槽，用以输送反应气体(例如氢和 氧)，并且去除废气(例如未用的氧和水蒸气)。在这种燃料电池的工作中需要考虑的重要事项是MEA中的水的管理。 在PEM燃料电池的工作期间，在MEA的催化部位形成作为氢和氧之间反应 的产物的水。在将氧传输到MEA阴极面的同时，必须经由阴极扩散结构而 将这些水从MEA排出。然而，为了确保电池的内部电阻保持在容限之内， MEA保持适当的水化也是很重要的。对MEA湿润化的控制失败会导致热点 以及潜在的电池故障和/或不良的电池性能。在氢和氧之间发生燃料电池的电化学反应期间，起到关键作用的是经由 PEM的质子迁移过程。只有当固态PEM被充分水化时质子交换过程才会发 生。在水量不足的情况下，膜的水阻力(drag)特性将限制质子迁移过程， 导致电池的内阻增大。在PEM过饱和的情况下，有可能出现过量的水"涌 到"MEA的电极部分，并且限制气体进入所谓的三相反应界面(three phase reaction interface)。这些情形对燃料电池的整体性能都有负面影响。尽管作为燃料电池反应的部分，水是在阴极产生的，然而在整个MEA 中保持水平衡是必要的。在将干燥空气引入电池的位置，往往趋向于在整个 膜中产生不平衡的水分布，使得入口端部周边的区域比其它区域更为干燥。 最后，这会使得膜受到机械应力并且导致不均匀的电流分布，二者都会引起 先期(premature)损坏。为防止这种损坏，目前的实践是在将空气流输送到 燃料电池的活性部分(activepart)之前将其预湿润化。而这会增加系统复杂 度，并且对于某些燃料电池应用而言常常是不实用的。在开放性阴极燃料电池中，阴极流体流动场板对于周边空气是开放的， 并通常由诸如风扇等低压空气源给予协助，其中该低压空气源提供堆冷却 (stack cooling)和氧供给的双重功能。这就允许设计出非常简单的燃料电池 系统，以避免大寄生损耗(即燃料电池支持系统的电功率消耗)，其通常涉 及到使用了经增压的阴极和湿润化子系统的燃料电池堆。但是，空气流的双 重目的(即用于氧输送，也用于空气冷却)可能引起空气流量需求的矛盾。 为了冷却，需要非常高的化学计量单位(stoichiometric)的空气流过阴极电 极，可能会导致较低的膜的水含量(导致低性能)，当然这要取决于周边条 件和堆温度，或者在极端情况下导致伴随时间而发生自燃料电池堆的持续性 净水损耗，从而最终导致堆的失效。这是因为相对于堆功率输出(电流密度) 的设定水平而言，在燃料电池聚合物膜的水含量与经由空气流动而带来的除 水率之间将会达到平衡。较低的电流、高空气流量以及较热的堆将会趋于减 少膜的水含量，与此相反，较高的电流、较低的空气流量以及较冷的堆将会 增加膜的水含量。本发明的目的是提供一种改进的燃料电池的设计及控制方略，用以克服 或者至少减轻上述缺点中的至少某些缺点。根据一个方案，本发明提供一种电化学燃料电池组件，包括燃料电池堆，包括多个燃料电池和电输出，每个所述燃料电池具有膜-电极组件和用于为其输送燃料和氧化剂的流体流动板，所述电输出用于从所 述燃料电池堆输送电流；以及堆功率控制器，在再水化时段期间，周期性且暂时性地增加从所述燃料 电池堆引出的所述电流，用于追加或替代所述燃料电池组件外部的独立 (independent)电流需求，以提高所述燃料电池的水化程度。根据另一个方案，本发明提供一种电化学燃料电池组件，包括 燃料电池堆，包括多个燃料电池和电输出，每个所述燃料电池具有膜-电极组件和用于为其输送燃料和氧化剂的流体流动板，所述电输出用于从所述燃料电池堆输送电流；以及堆控制器，以独立于所述燃料电池堆组件上的电流需求的方式，在周期性基础上调节流经所述燃料电池堆的空气流量，以提供用以提高所述燃料电池的水化程度的再水化时段；以及在所述再水化时段期间维持供向所述燃料电池组件外部负载的所述电 流需求的装置。根据另一个方案，本发明提供一种运行电化学燃料电池组件的方法，所 述电化学燃料电池组件具有燃料电池堆，所述燃料电池堆包括多个燃料电池 和电输出，每个所述燃料电池具有膜-电极组件和用于为其输送燃料和氧化剂 的流体流动板，所述电输出用于从所述燃料电池堆输送电流，所述方法包括以下步骤在再水化时段期间，以独立于所述燃料电池组件外部的电流需求的方 式，周期性且暂时性地增加从所述燃料电池堆引出的所述电流，以提高所述 燃料电池的水化程度；以及在所述再水化时段期间维持供向所述燃料电池组件外部负载的所述电流需求。根据另一个方案，本发明提供一种运行电化学燃料电池组件的方法，所 述电化学燃料电池组件具有燃料电池堆，所述燃料电池堆包括多个燃料电池 和电输出，每个所述燃料电池具有膜-电极组件和用于为其输送燃料和氧化剂 的流体流动板，所述电输出用于从所述燃料电池堆输送电流，所述方法包括以下步骤以独立于所述燃料电池堆组件上的电流需求的方式，在周期性基础上调 节流经所述燃料电池堆的空气流量，以提供用以提高所述燃料电池的水化程 度的再水化时段，同时在所述再水化时段期间维持供向所述燃料电池组件外 部负载的所述电流需求。在一般性方案中，本发明提供一种燃料电池组件，其中在再水化时段期 间周期性调节一个或多个运行参数，该参数例如为出自组件中燃料电池堆的电流和流向组件中燃料电池堆的空气流量，以独立于燃料电池组件上从外部负载到燃料电池组件的电流需求的方式，间歇地提高燃料电池堆的水化程度。在再水化时段期间，维持供向外部负载的电流输送。下面将通过示例的方式并且参照附图描述本发明的实施例，其中
图1为示出作为时间函数的电池电位的曲线图，用于对燃料电池的传统稳态运行与燃料电池的脉冲电流运行针对两个不同的脉冲重复时段而进行比较；图2为示出作为时间函数的瞬态和平均电池电位的曲线图，用于对燃料 电池的传统稳态运行与脉冲电流运行进行比较；图3为电化学燃料电池功率单元的示意图，用以执行脉冲电流运行方案；图4为示出在堆水化脉冲之前、期间以及之后，作为时间函数的堆电压 和堆电流的曲线图；以及图5为示出燃料电池性能的对比改善的曲线图，其对比是(i)在具有单 层阴极扩散体的燃料电池中的脉冲电流运行，(ii)在具有多层阴极扩散体 的燃料电池中的脉冲电流运行。本发明提出(如同由燃料电池堆的现有运行条件所确定的那样)暂时打 乱在膜的水含量与除水率之间的平衡，以实现更高的堆效率和系统效率。这 一进程包括短时间内在燃料电池阴极产生过量的水，然后以更高的性能来运 行堆，同时逐渐重新建立具有较低水含量的平衡。可以根据需要以特定时段 的频率重复上述过程。产生过量水的短时间在本说明书中被称为"再水化时段"，这种表述用 以表示燃料电池组件基于燃料电池上的外部电负载及其环境运行条件(例如 温度)，主动控制其运行环境以将水化程度有目的地提高到在其它情况下将 变为强势(prevail)的某一程度以上一段时间。这种再水化过程可通过以下 技术之一或这两者来实现a) 相比于由燃料电池组件上的外部施加负载所确定的"正常"运行条 件，燃料电池以更高的功率输出运行，因此而经由电化学反应产生过量的水， 以及b) 调节或者短暂中断(brief stoppage)流经燃料电池的空气量(流速)， 以将除水过程最小化。这个进程的主要优点是在正常运行条件期间，由于较高的电池电压而被 改善的性能，可以提供改善后的能量转换效率。这会导致较低的堆运行温度， 从而能够延长膜的预期寿命。这里描述的再水化进程的有益效果在启动(start-up)燃料电池组件期间最为明显。尤其是对于有条件约束新制燃茅斗电池的的情形，再水化过程能够将无条件的燃料电池堆的响应立即提高到大负载需求。其次要优点是允许实现空气冷却(开放性阴极)的燃料电池堆在更宽泛 的环境下、尤其是在更热和更干的周边条件下运行。在利用开放性阴极堆的 燃料电池系统中，通常调节燃料电池膜的水含量的唯一途径是改变冷却风扇 传送的空气流量，其中空气流量的增加将导致较低的堆温度，相反地，较低 的空气流量将使得堆被加热。不过，这些动作中的任一种都会实际导致来自 堆的进一步的水损耗，当然这取决于周边空气湿度。本发明提出通过硬f牛和 运行控制器将燃料电池堆组合进系统中，以用于不直接依赖于运行环境和外 部负载条件的再水化，从而维持更为优化的性能。在图1中示出周期性且暂时性地将从燃料电池引出的施于其基础负载之上的电流增加至更高电流的效果。这里，所述堆运行于320mA/cm2的基础负 载。所述基础负载可视为由燃料电池组件上的外部电流需求确定的负载，以 及连同由燃料电池组件自身施加于燃料电池堆上的任何持续性寄生负载(即 控制电路、风扇等等)。燃料电池堆上周期性且暂时性增加的电流需求作为 电流脉冲出现，其中分别以两分钟和五分钟的时段将堆电流增加到 900mA/cm2，以用于大约5秒钟的再水化时段。效率的整体提高是基于H2 在50摄氏度C的较低加热值(LHV)，并假定在高负载下在5秒的再水化 脉冲期间的效率为零。如图1中的线IO所示，320mA/cn^的稳态基本负载导致电池电压略大 于0.65V，并且LHV为52.4。/。。每隔2分钟以为期5秒的再水化时段运行的 电池电压由图1中的线11给出。这对应于大约4.2。/。的再水化占空系数(duty circle)，并且提供57.6%的LHV。每隔5分钟以为期5秒的再水化时段运行 的电池电压由图1中的线12给出。这对应于大约1.7%的再水化占空系数， 并且提供57.2°/。的LHV。图1中清楚可见经过再水化时段之后电池电压即时增加的比例和接下来的衰减。性能的改善将取决于燃料电池的水保持因数，具体而言是取决于聚 合物膜的特性及与其组合的任何气体扩散层的特性，并取决于温度和流经电池堆的空气流量。水化时段在与MEA相邻的经改进的扩散介质(其协助控 制和维持膜的水位(water level))结合使用时特别有效。因此，本发明在 与协助聚水(water trapping)的多层扩散结构结合使用时尤为有益，例如UK 专利申请0501598.7和相应的国际专利申请PCT/GB2006/000074中描述的用 于开放性阴极堆的配置。图5示出(i)针对在具有单层阴极扩散体的燃料电 池中的脉冲电流运行以及(ii)在具有多层阴极扩散体的燃料电池中的脉冲 电流运行所观察到的燃料电池性能的改善的比较。上方的轨迹示出结构(ii) 的电池电压，而下方的轨迹示出结构(i)的电池电压。再水化脉冲每隔10 分钟出现。图2示出在具有和不具有再水化电流脉冲的情况下燃料电池的实时电池 电压和平均电池电压的效果。电池电压轴线表示整个堆上的平均电池电压， 即用堆电压除以堆中的电池数。上方的直线20示出略大于0.69V的时间平 均电池电压，而上方的轨迹21示出瞬时电池电压，二者都是发生在对堆运 行再水化时段时。下方的直线22示出略大于0.65V的时间平均电池电压， 而下方的轨迹23示出瞬时电池电压，二者都是发生在不对堆运行再水化时 段时。注意下方的轨迹23与上方的轨迹21相比会在不同的频率表现出某种 周期性，这是因为在两种情况下都存在周期性的阳极清除(purge)，以清除 在另外的闭锁式(closed-ended)阳极结构上形成的水，并且这一点也主导着 下方的轨迹23。将闭锁式阳极周期性地切换到开放式(open-ended)结构大 约1秒，以将水从阳极清除。然而，从具有再水化时段的平均和瞬时电压20、 21相对不具有再水化时段的同类电压22、 23的显著增加来看，再水化时段 的效果是非常明显的。为了在燃料电池系统上应用再水化时段的这种效果，需要用到如图3所 述的附加控制系统。电化学燃料电池组件30包括燃料电池堆31，该燃料电池堆31具有多个 串联连接的燃料电池32。根据传统的燃料电池堆的设计，每个燃料电池32 包括膜-电极组件和用于为其输送燃料和氧化剂的流体流动板。电输出33用 于从燃料电池堆31输送电流。诸如风扇等冷却系统34为流动板提供冷却气流和氧气。外部功率输出端35将来自燃料电池组件30的功率经由继电器42 和43输送到外部负载41。内部电负载36可在功率控制器38的控制下通过开关37进行切换，以 周期性且暂时性地增加从燃料电池堆31引出的电流。辅助或"蓄积 (reservoir)"电源39经由继电器43连接到输出端35,以在燃料电池堆31 切换为用以供应内部负载36时将功率供应到功率输出端35。负载控制电路 40和冷却系统34也可以由该功率控制器38来控制。蓄积电源(reservoir power source) 39优选为可充电电池，但也可以使用任何其它形式的适用的 充电存储器件，例如超级电容器(supercapacitor)。负载控制电路40优选为 DC/DC转换器。在使用中，燃料电池堆31通常切换为用以供应外部负载41，而内部负 载36和蓄积电源39都与燃料电池堆31和功率输出端35电隔离。然而，在再水化时段期间，功率控制器38打开继电器42并且运行开关 37，从而将蓄积电源39与燃料电池堆37隔离，并且将来自燃料电池堆31 的电流输送到内部负载36。同时，为了避免中断供向外部负载41的功率， 功率控制器38将继电器43维持在闭合条件下，以维持蓄积电源39与功率 输出端35之间的电持续性，由此而供应外部负载41。在再水化时段结束时， 控制器38运行开关37和继电器42,以将内部负载36与燃料电池堆31隔离， 并且将燃料电池堆再次连接到输出端41。此时，蓄积电源39优选保持连接， 从而通过来自燃料电池堆31的电流再次充电。在适当的充电周期之后，可 以运行负载控制电路40，以使用第三继电器44来将蓄积电源39隔离。可选 地，蓄积电源39可以在所有时间一直保持连接。因此，应该理解燃料电池堆31是主要电源，但是在再水化时段期间， 电池39是外部负载41的功率的唯一提供者。当燃料电池堆31在线恢复时， 能够为电池39再次充满电，并且当电池接近充电的充满状态时，流入的电 流将减小。对于这种配置还可以进行多种改进。例如，如果在再水化时段期间不需 要将燃料电池堆31和内部负载36与外部负载41隔离，则开关37不需要具 有双向变化。换句话说，只要在再水化时段期间所需的功率仍然能够被输送 到外部负载41，那么原则上在再水化时段期间，内部负载36可以简单地以并联的方式增加至外部负载41。在这种情况下，由于即使在再水化时段期间，
从燃料电池堆31到外部负载41也维持有电流，因此蓄积电源39就不是必 需的。类似的，功率输出端35可以直接连接到燃料电池堆31;内部负载36 可以根据需要而在第一并联电路中接通和切断；以及蓄积电源可以根据需要 而在第二并联电路中与充电控制一起接通和切断。
因此，在一般性方案中，应该认识到，在再水化时段期间，堆功率控制 器38可以使用内部负载36来周期性且暂时性地增加从燃料电池堆弓I出的电 流，以追加或替代燃料电池组件外部的独立电流需求。如果有必要，功率控 制器可以用来在受控的基础上在内部负载36中进行切换，以避免出现大的 切换瞬态值。
再水化时段也可以通过周期性且暂时性减少流向燃料电池堆31阴极的 空气流量来实现。因此，功率控制器38可以配置为在再水化时段期间减小 供向冷却风扇34的功率，优选地，该冷却风扇在再水化时段期间关闭。
因此，在一般性方案中，堆功率控制器38可以以独立于燃料电池堆上 的电流需求的方式，在周期性基础上调节流经燃料电池堆31的空气流量， 以提供用于提高燃料电池水化程度的再水化时段。本文中所表述的"独立" 用以表示与燃料电池组件30上的外部电负载41中的即时或瞬时变化无关。
空气流量调节和增加负载都可以用于实施再水化时段的目的。图4的曲 线图示出用于这种运行的电流和电压分布。上方的轨迹50表示作为时间函 数的堆电压，而下方的轨迹51表示作为时间函数的堆电流。
在时间段52 (t0-6秒)期间，示出了燃料电池的正常运行。在下一个 时间段53 (1=6-10秒)期间，为阴极提供空气流动的冷却风扇34关闭，从 而导致堆温度升高。在接近这个时间段的末端，由于对大量输送的限制，可 观察到电池电压的小幅减少，以及电流的相应小幅升高，以此来维持恒定的 功率。在输入到DC/DC转换器40的电压接近电池39的端电压的这一点， 来自燃料电池的电流减小至趋于零。这里，输送到输出端35的功率将由电 池39来补充。
然后，从时间段54 (t 10-ll秒)中降至零的电流可明显看出，在最小 的电负载下，来自燃料电池堆31的输出通过打开继电器42而被隔离，留下 电池39为设备(例如外部负载41)提供持续性电源。在时间t^l秒时，如尖峰55所明显示出的那样，内部负载电阻器36切换为与燃料电池堆31的 端子33交叉。这进一步在受控时间段(称为高电流时段56 (t ll-12秒)) 而给燃料电池堆31施加电负载。
在此高电流时段56期间，燃料电池堆31的流体流动沟槽中的剩余氧化 剂被消耗，并且所述堆的端电压下降至OV。在没有风扇34将作为副产品的 水引出的情况下，过量的水留在每个电池31的MEA/气体扩散层界面处。于 高电流时段56之后，在隔离时段57 (1=12-16秒)期间，将燃料电池堆31 与所有电负载隔离。在此隔离时段期间，在点58 (1=16秒)处电流为零，且 堆电压50恢复到尖峰值。在重新连接时间时段59 (t 16-18秒)期间，使用 DC/DC转换器40上的数字控制使来自电池堆31的功率以受控的方式在线恢 复，以逐渐提升电流限制设定点。在点60处，燃料电池全额上线(flilly on line) 并且开始为电池39重新充电(在t^8秒处)。在接下来的时间段61期间， 燃料电池为电池重新充电，并且为外部负载41供电。当电池39接近充电的 充满状态时，电流逐渐降低。
在适当的时间时段(例如在2分钟和5分钟之间)之后，启动下一个再 水化运行(图4中没有示出)。可以使用任何适当的可以有效提供电池电压 的有益平均增加的时间时段。例如，所述时间时段可以短至l分钟或者长至 2小时，而这取决于周边条件，例如温度和湿度，并且取决于燃料电池是否 在恒定或可变负载下运行。
再水化运行的最佳频率取决于多个因素，包括诸如温度和湿度等大气条 件。当使用多层阴极气体扩散层时，其电化学性能相比于单个气体扩散层的 配置而有更为明显的改善，并且该燃料电池性能返回平衡水平的时间更长。 使用具有开放性阴极堆的技术以对抗传统受压阴极时也是这种情形，在后一 情形下，受压空气流经沟槽会迅速去除过量的水。
优选地，在固定的周期性基础上自动执行再水化运行。然而，应该理解 的是，可以使用进一步的控制算法，以在正常模式与再水化模式之间切换燃 料电池组件30，其中在正常模式下没有再水化运行发生，而在再水化模式下 进行周期性且暂时性的再水化运行。根据一些可测量的堆的运行参数，例如 平均温度、湿度、电压分布、电流分布以及功率需求等，可以控制再水化运 行的周期性。根据一些可测量的堆的运行参数，例如平均温度、湿度、电压分布、电流分布以及功率需求等，可以控制再水化时段的占空系数。优选地， 在隔离时段57期间引出零电流，但是应该理解的是其也可以引出低电流。 而在一些实施例中，可能不需要隔离时段。
其它实施例被有意地落入随附权利要求的范围内。
权利要求
1、一种电化学燃料电池组件，包括燃料电池堆，包括多个燃料电池和一电输出，每个所述燃料电池具有膜-电极组件和用于为其输送燃料和氧化剂的流体流动板，所述电输出用于从所述燃料电池堆输送电流；以及堆功率控制器，在再水化时段期间，周期性且暂时性地增加从所述燃料电池堆引出的所述电流，用于追加或替代所述燃料电池组件外部的独立电流需求，以提高所述燃料电池的水化程度。
2. 根据权利要求1所述的组件，其中所述堆功率控制器包括可切换负载器件，用于在所述再水化时段期间将电流拉至预定的相对较高的水平。
3. 根据权利要求1所述的组件，还包括蓄积电源，连接到所述燃料 电池组件的外部功率输出端，其中所述堆功率控制器适于在所述再水化时段 期间将所述燃料电池堆的所述电输出与所述外部功率输出端电隔离。
4. 根据权利要求1所述的组件，还包括蓄积电源，连接到所述燃料 电池组件的外部功率输出端；以及负载控制器件，用于控制从所述蓄积电源和所述燃料电池堆之一或这两者输送电流到所述外部功率输出端。
5. 根据权利要求3或4所述的组件，其中所述蓄积电源是可充电电池。
6. 根据权利要求1所述的组件，其中所述堆功率控制器适于定期地实 现所述再水化时段。
7. 根据权利要求1或6所述的组件，其中所述堆功率控制器适于响应 在预定阈值标准内的燃料电池堆参数来实现所述再水化时段。
8. 根据权利要求1所述的组件，其中每个所述再水化时段包括高电流 时段和隔离时段，在所述高电流时段中从所述燃料电池堆引出的电流实质上 高于正常运行的所述电流需求，而在所述隔离时段中从所述燃料电池堆引出 的电流实质上低于正常运行的所述电流需求。
9. 根据权利要求8所述的组件，所述控制器适于在所述隔离时段期间 将所述燃料电池堆电隔离。
10. 根据权利要求4所述的组件，其中所述负载控制器件适于在所述再 水化时段之后以受控的方式爬升从所述燃料电池堆到所述外部功率输出端的功率输送。
11. 根据权利要求1所述的组件，其中所述堆功率控制器适于在所述再 水化时段期间调节流经所述燃料电池堆的所述流体流动板的空气流量。
12. —种电化学燃料电池组件，包括燃料电池堆，包括多个燃料电池和一电输出，每个所述燃料电池具有膜 -电极组件和用于为其输送燃料和氧化剂的流体流动板，所述电输出用于从所 述燃料电池堆输送电流；以及堆控制器，以独立于所述燃料电池堆组件上的电流需求的方式，在周期 性基础上调节流经所述燃料电池堆的空气流量，以提供用以提高所述燃料电 池的水化程度的再水化时段；以及在所述再水化时段期间维持供向所述燃料电池组件外部负载的所述电 流需求的装置。
13. —种运行电化学燃料电池组件的方法，所述电化学燃料电池组件具 有燃料电池堆，所述燃料电池堆包括多个燃料电池和一电输出，每个所述燃 料电池具有膜-电极组件和用于为其输送燃料和氧化剂的流体流动板，所述电 输出用于从所述燃料电池堆输送电流，所述方法包括以下步骤在再水化时段期间，以独立于所述燃料电池组件外部的电流需求的方 式，周期性且暂时性地增加从所述燃料电池堆引出的所述电流，以提高所述燃料电池的水化程度；以及在所述再水化时段期间，维持供向所述燃料电池组件外部负载的所述电 流需求。
14. 根据权利要求13所述的方法，其中在所述再水化时段期间维持所 述电流需求的步骤包括使用蓄积电源。
15. —种运行电化学燃料电池组件的方法，所述电化学燃料电池组件具 有燃料电池堆，所述燃料电池堆包括多个燃料电池和一电输出，每个所述燃 料电池具有膜-电极组件和用于为其输送燃料和氧化剂的流体流动板，所述电 输出用于从所述燃料电池堆输送电流，所述方法包括以下步骤以独立于所述燃料电池堆组件上的电流需求的方式，在周期性基础上调 节流经所述燃料电池堆的空气流量，以提供用以提高所述燃料电池的水化程 度的再水化时段，同时在所述再水化时段期间维持供向所述燃料电池组件外部负载的所述电流需求。
16. —种设备，其实质上如这里参照附图所描述。
全文摘要
在再水化时段期间，周期性调节燃料电池组件中的燃料电池堆的一个或多个运行参数，该参数例如为出自燃料电池堆的电流和流向燃料电池堆的空气流量，以独立于燃料电池组件上的来自外部负载的电流需求的方式，间歇地提高燃料电池堆的水化程度，同时维持供向外部负载的电流输送。
文档编号H01M8/04GK101411022SQ200780007676
公开日2009年4月15日 申请日期2007年3月5日 优先权日2006年3月3日
发明者保罗·艾伦·本森, 内森·格兰奇, 达米安·戴维斯 申请人:智慧能量有限公司