燃料池系统的工作以及为防止腐蚀而停止工作的系统和方法

专利名称：燃料池系统的工作以及为防止腐蚀而停止工作的系统和方法
技术领域：
本发明涉及具有离子交换膜的电化学能量转换器，例如燃料电池 或电解槽或者这些池的堆组，以及更特别地，涉及用于与电化学能量 转换器一起使用以防止腐蚀的系统和方法。
背景技术：
包含像质子交换膜(PEM)那样的离子交换膜的电化学燃料池 可以如同燃料电池那样工作，在该燃料电池中燃料和氧化剂在燃料电 池电极处进行电化学转换以产生电能，或者如同电解槽那样工作，在 该电解槽中外部电流典型地通过水于燃料池电极之间流过，导致在各 自的电极产生氢气和氧气。图1-4共同说明了常规膜电极组件5、包 含PEM 2的电化学燃料池10、这些燃料池的堆组100,以及燃料池 系统400的典型图案。
每个燃料池10包含例如在图1的分解图中所示出的膜电极组件 ("MEA，，)5。 MEA5包含介于第一和第二电极层1、 3之间的PEM 2，该PEM 2典型是多孔且导电的，并且每个MEA 5在与PEM 2的 接触面上都包含用于促进所期望的电化学反应的电催化剂。电催化剂 一般地规定了燃料池的电化学活动区域。MEA5典型地被合并为砌合层积的组件。
在图2的分解图内所示出的单个燃料池IO中，MEA5被放置于 第一和第二隔板ll、 12之间，该MEA5典型是流体不能渗透的且导 电的。隔板11、 12用例如石墨的非金属、例如某些级别的钢铁或表 面处理过的金属这样的金属，或者导电性塑料复合材料来制造。
流体流动空间，例如通道或腔室，提供于隔板ll、 12与邻接的 电极层1、 3之间，以使反应物容易到达电极层以及容易移除产物。 例如，这样的空间可以依靠在隔板11、 12与相应的电极层1、 3之间 的间隔层，或者通过在隔板ll、 12与对应的电极层1、 3之间设置网 孔或多孔流体流动层来提供。更普通地，通道或流场形成于对应着电 极层1、 3的隔板11、 12的表面上。包含这种通道的隔板ll、 12通 常被称为流体流场板。在常规的燃料池10中，弹性衬塾或封垫典型 地提供于MEA5与每个隔板11、 12的表面之间的流场的周界上，以 防止流体反应物和产物流的泄漏。
具有像PEM2那样的离子交换膜的电化学燃料池10，有时被称
为PEM燃料池，被方便地堆叠以形成包含多个布置于第一和第二端 面板17、 18之间的燃料池的堆组100 (见图3)。典型地采用了压缩 机制以保持燃料池10紧紧聚拢，维持组件间的良好电接触，并且压 缩封垫。如图2所示出的，每个燃料池10在每个MEA5两个隔板的 配置中包括一对隔板ll、 12。冷却空间或层可以提供于堆组100中的 一些或所有邻接对的隔板11、 12之间。可替代的配置(没有显示) 具有单隔板或"双极板"，该隔板被放置于与一个燃料池的阴极和相邻 燃料池的阳极接触的一对MEA 5之间，从而导致在堆组100中每个 MEA 5只有一个隔板(除末端池以外)。这种堆组100可以包含放置 于堆组的每隔几个燃料池10之间的，而不是在燃料池的每个邻接对 之间的冷却层。
所示出的燃料池元件具有在其中形成的孔口 30，该孔口 30在堆 叠组件中对齐以形成分别用于供应反应物及排出产物的，以及，如果 提供了冷却空间，则还会形成用于冷却介质的流体歧管。此外，弹性衬垫或封垫典型地提供于MEA5与每个隔板11、 12的表面之间，这 些流体歧管孔口 30的周界上，以防止工作堆组100中的流体流的泄 漏及混合。
包括电化学燃料池5以及/或者堆组100的电化学系统或装置的 商业可行性在某些实例中可能受到在启动或关机或两者期间的堆组 腐蚀的妨碍。图4说明了包括燃料池堆组100的燃料池系统400。在 启动的时候，空气可以存在于堆组100的阳极通道402中。氬气在启 动时被供应到堆组入口并且当空气存在于阳极通道402的下游部分以 及氢气存在于上游部分的时候可能发生腐蚀。通过使氢气锋面以更快 的速率穿过堆组100,能够使该腐蚀作用时间最小化或减少。因此， 已经开发了方法以减小堆组中的腐蚀。
在一种通常可应用于汽车系统的减小启动腐蚀的方法中，使用了 阳极循环鼓风机以加速从阳极出口清除多余燃料以及/或者惰性流体 并且使它们返回到入口，其中该惰性流体从阴极室扩散到阳极室，例 如氮气。在另一个方法中，大清除阀允许清除阳极室中的多余燃料以 及/或者惰性流体。但是，这些方法受到阻碍。例如，阳极循环鼓风机 是昂贵的并且一般是不可靠的，使得它们的使用费用高并且它们的结 果不可预测。大清除阀体积大且费用也高，引入了在有限空间内使用 的另外的问题，例如在汽车中。另外，大清除阀能够排出燃料以及惰 性流体，例如氮气。
在堆组100中引起腐蚀的另外的机会存在于堆组100的关机期 间。在关机之后，燃料，例如氢气，通过穿过隔膜406的扩散从每个 燃料池的阳极室逸出并且在相同燃料池的阴极室内被消耗。然后，阳 极压力下降并且可以通过MEA 5内的孔口或通道或者通过漏隙吸入 空气。该空气能够在堆组100启动时腐蚀燃料池10的元件或堆组100 的组件或两者。以前提议的减小在关机期间以及之后的腐蚀的解决方 案包括将更多的氢气引入阳极通道402或者设法避免空气渗漏到堆组 100内。但是，使用多余的燃料导致昂责的燃料浪费，例如氢气，氢 气没有被使用于电化学系统或装置的工作中。同样，尽管努力防止泄漏，但在所有应用中完全避免所有的泄漏是不可能的。燃料池的商业可行性同样日益取决于燃料效率以及氢气排出。现 有的解决方案包括单螺线管清除阀，该清除阀典型地显出了不精确的 流动控制，以及小水滴和微粒污垢问题。而多重清除阀阵列又比较贵 并且具有复杂的布局。其他解决方案包括类似于燃料喷射器那样工作的控制阀；但是，这些阀需要更多的电能并且通常控制复杂。同样使 用了测量设备；但是，这些设备容易出现泄漏，并且通常是昂贵的。 其他解决方案还包括后面是具有小孔口的限流器的大阀孔，该小孔口 对小水滴或微粒污垢敏感。节省成本的、紧凑且可靠的系统以及/或者方法是需要的，以防 止在电化学燃料池和燃料池堆组内于启动、关机及负载瞬变期间形成 腐蚀，以及提供在燃料池堆组的流体清除上的改进的控制。发明内容根据一个实施方案，电化学系统包括形成燃料池堆组的多个燃料 池，每个燃料池包含具有被放置于阳极电极层和阴极电极层之间的离 子交换膜的膜电极组件(MEA)，邻接于MEA的第一侧面的阳极流 场板，该阳极流场板适合于将含氢燃料引导到MEA的第一侧面的至 少一部分，以及邻接于MEA的第二侧面的阴极流场板，该阴极流场 板适合于将氧化剂引导到MEA的第二侧面的至少一部分，至少一个 被布置于燃料池堆组的下游并且与燃料池堆组流体连通的积蓄设备， 该积蓄设备可用于积蓄以及分发流体，被布置于燃料池堆组下游的氧 化剂出口，以及备被布置于积蓄设备下游的第一清除控制设，该第一 清除控制设备可工作于第 一状态下以允许在至少 一部分的阳极流场 板和至少一部分的阴极流场板之间流体连通，以及可工作于第二状态下以使氧化剂出口与积蓄设备隔离。根据以上实施方案的一个方面，电化学系统还可以包括与至少一 部分的燃料池堆组流体连通的再循环线路以及可使至少一种流体进 行再循环。根据另 一个实施方案，使具有形成燃料池堆组的多个燃料池的电 化学系统停止工作的方法，每个燃料池包含具有被放置于阳极和阴极电极层之间的离子交换膜的膜电极组件(MEA)，被布置于阳极电极 层的邻接处的阳极流场板，该阳极流场板适合于将来自燃料供给源的 含氬燃料引导到至少一部分的阳极电极层，被布置于阴极电极层的邻 接处的阴极流场板，该阴极流场板适合于将来自氧化剂供给源的氧化 剂引导到至少一部分的阴极电极层，以及至少一个与阳极和阴极电极 层中的至少一个的至少一部分流体连通的积蓄设备，包括将主负载从 燃料池堆组上断开，终止所断开的燃料池堆组的燃料供给，在终止燃 料供给之后，基本上消耗所断开的燃料池堆组内的空气中的氧气以在 其中形成氧气枯竭的空气，以及给至少一个阳极电极层的至少一部分提供来自积蓄设备的氢气和氮气中的至少一种。根据又一个实施方案，具有形成燃料池堆组的多个燃料池的电化 学系统的工作方法，每个燃料池包括具有被放置于阳极和阴极电极层 之间的离子交换膜的膜电极组件(MEA)，被布置于阳极电极层的相 邻处并且适合于将含氢燃料引导到阳极电极层的阳极流场板，被布置 于阴极电极层的相邻处并且适合于将氧化剂引导到阴极电极层的阴 极流场板，至少一个被布置于燃料池堆组下游的积蓄设备，被布置于 燃料池堆组上游的阴极入口 ，被布置于燃料池堆组下游的氧化剂出 口，被布置于积蓄设备下游的第一清除控制设备并且该第一清除控制 设备可工作于第 一 状态下以允许阳极流场板和阴极流场板之间的流 体连通以及在第二状态下工作以使氧化剂出口与积蓄设备隔离，以及 被布置于燃料池堆组和积蓄设备之间的第二清除控制设备，并且该第 二清除控制设备可在第一状态下工作以允许阳极流场板和积蓄设备 之间的流体连通以及在第二状态下工作以停止阳极流场板和积蓄设 备之间的流体连通，包括第一次打开第二清除控制设备以在第一状态 下工作，以便当检测到燃料池堆组清除条件时将来自阳极流场板的流 体清除到积蓄设备，关闭第二清除控制设备以在第二状态下工作，以 及在第一次打开之后第二次打开第一清除控制设备以将来自积蓄设备的流体清除到周围环境和阴极入口中的至少 一个，以在检测到积蓄 设备清除条件时进行积蓄设备清除。根据再一个实施方案，具有形成燃料池堆组的多个燃料池的电化 学系统的工作方法，每个燃料池包含具有被放置于阳极和阴极电极层之间的离子交换膜的膜电极组件(MEA)，被布置于阳极电极层的邻 接处并且适合于将含氢燃料引导到阳极电极层的阳极流场板，被布置极流场板，至少一个被布置于燃料池堆组下游的积蓄设备，被布置于 燃料池堆组和积蓄设备之间的清除控制设备，并且该清除控制设备可 工作于第 一状态下以允许阳极流场板和积蓄设备之间的流体连通以 及工作于第二状态下以停止阳极流场板和积蓄设备之间的流体连通， 包括步骤检测应用于燃料池堆组的负载的增加以及燃料池堆组中的 氧化剂的压力和浓度中的至少一个的幅值增加，以及为了工作于第二 状态下而关闭清除控制设备以增加燃料池堆组内的含氢燃料的压力 和浓度中的至少一个以及平衡燃料池堆组的压力差异。根据另 一个实施方案，具有形成燃料池堆组的多个燃料池的电化 学系统的工作方法，每个燃料池包含具有被放置于阳极和阴极电极层 之间的离子交换膜的膜电极组件(MEA)，被布置于阳极电极层的邻 接处并且适合于将含氢燃料引导到阳极电极层的阳极流场板，被布置极流场板，至少一个被布置于燃料池堆组下游的积蓄设备，被布置于 燃料池堆组和积蓄设备之间的清除控制设备，并且该清除控制设备可 工作于第 一状态下以允许阳极流场板和积蓄设备之间的流体连通以及工作于第二状态下以停止阳极流场板和积蓄设备之间的流体连通， 包括步骤检测应用于燃料池堆组的负载的减小以及燃料池堆组中的 氧化剂的压力和浓度中的至少一个的幅值减小，以及为了工作于第一 状态下而打开清除控制设备以减小燃料池堆组内的含氢燃料的压力 和浓度中的至少一个以及平衡燃料池堆组的压力差异。


图l是根据现有技术的膜电极组件的分解等距视图。图2是根据现有技术的电化学燃料池的分解等距视图。 图3是根据现有技术的电化学燃料池堆组的等距视图。 图4是根据现有技术的电化学系统的框图。 图5是根据本发明的一个实施方案的电化学系统的框图。 图6是根据本发明的另一个实施方案的电化学系统的框图。 图7A是根据本发明的又一个实施方案的电化学系统的框图。 图7B是根据本发明的再一个实施方案的电化学系统在第一状态 下工作的框图。图7C是图7B中的电化学系统在第二状态下工作的框图。 图8是根据本发明的另一个实施方案的电化学系统的框图。 图9是根据本发明又一个实施方案的电化学系统的框图。 图IO是根据本发明的再一个实施方案的电化学系统的框图。
具体实施方式
本说明书通篇所提到的"一个实施方案"或"实施方案"意思是在 至少一个实施方案中包括连同该实施方案所描述的具体特征、结构或 特性。因而，在整篇说明书的不同地方出现的短语"在一个实施方案中，，或"在实施方案中"并不一定所有都是指相同的实施方案。而且， 具体的特征、结构或特性可以用任意适合的方式结合于一个或多个实 施方案中。在以下描述中，某些具体细节得到了阐明以便全面理解多个公开 的实施方案。但是，相关领域的技术人员将意识到实施方案可以在缺 少一个或多个这些具体细节的情况下，或者以其他方法、组件、材料 等实施。在其他实例中，与积蓄器和隔膜相关的已知结构，以及那些 与电化学燃料池系统相关的结构，例如，但不限于，流场板、端面板、 电催化剂、外部电路，以及/或者再循环设备没有被显示或者详细描述 以避免使实施方案的描述无谓地变得含糊。本说明书通篇所提到的"电化学系统"、"燃料池，，、"燃料池堆 组"、"堆组"，以及/或者"电解槽"并非是指在限制的意义下，而是指 涉及任何设备、装置，或系统，其中燃料和氧化剂进行电化学转换以 产生电能，或者使外部电流典型地通过水在燃料池电极之间流通，导 致在各自的电极产生氢气和氧气。本说明书通篇所提到的"燃料，，以及/或者"氢气，，并非是指在限制 的意义下，而是指涉及在给出的化学反应中可分离成质子和电子的任 何反应物或气体以维持电化学转换以产生电能。本说明书通篇所提到的"氧化剂"、"空气"，以及/或者"氧气，，并 非是指在限制的意义下，而是指涉及任何能够使例如，但不限于，氧 气、水、水蒸气，或空气氧化的流体或气体。本说明书通篇所提到的"离子交换膜，，、"质子交换膜"以及/或者"PEM，，并非是指在限制的意义下，而是指涉及任何隔膜、结构或材 料能够允许第一电荷或极性的离子沿着第一方向横穿隔膜，而阻挡与 第一电荷或极性相反的第二电荷或极性的离子沿着第一方向通过。本说明书通篇所提及的"积蓄设备"、"积聚元件"、"积聚容积" 以及/或者"积蓄器，，并非是指在限制的意义下，而是指涉及任何设备、 装置、容器、至少部分限界的容积，或结构可用于接收及分发气体或 者积蓄或存储压缩气体的栽荷。本说明书通篇所提到的"流量控制设备"、"清除阀"、"清除控制 设备，，以及/或者"阀"并非是指在限制的意义下，而是指涉及任何装置、 阀、仪表、计算机控制器，或泵或者能够用于控制流体从第一容积或 如燃料供给源那样的场所移动到第二容积或如电极层那样的场所的 任何设备。在如图5所示的一个实施方案中，提供了电化学系统500，该电 化学系统500包括含有多个燃料池的燃料池堆组501、每个燃料池具 有阳极通道502、阴极通道504，以及放置于其间的离子交换膜506, 例如PEM。第一流量控制设备508控制燃料从燃料供给源510到阴 极通道502的流入流率(flow rate)，例如氢气。第二流量控制i殳备512控制氧化剂从空气供给源514到阴极通道504的流入流率，例如 氧气或空气。典型地，阳极(或燃料)压力在工作期间大于阴极(或 氧化剂)压力。在将燃料从燃料供给源510引入系统500时，至少部分邻近于阳 极的第一电催化剂层使氢分子分离成质子和电子，质子沿着第一方向 穿过隔膜506,而电子被发送到外部电路，产生电能。质子穿过隔膜 506以及通过阴极通道504以与从外部电路返回的电子结合以及与来 自空气供给源514的供应给阴极的氧气结合以产生水、热能以及/或者 其他副产品，这些副产品被当作废气或废液或两者而从系统500清除。参考图4，在现有的燃料池系统400启动的时候，空气可以存在 于阳极通道402中。在将氬气引入到阳极通道402内时，如果空气余 留于燃料池的下游部分则可能发生腐蚀。在图5所示的本发明的一个实施方案中，燃料池系统500包括具 有容积518以及布置于堆组501的下游的积蓄设备516。积蓄设备516 与阳极和阴极通道502、 504中的至少一个是流体连通的，以及可以 是如图5示出的实施方案所显示的积蓄器或者能够接收、存储，以及 分发至少一种流体的，例如氢气、氧气及氮气中的至少一种，以及/ 或者积蓄以及/或者压缩该流体的任何设备。当第一流量控制设备508处于打开位置的时候，含氢燃料从燃料 供给源510流到堆组501。可能存在于堆组501内，特别是阳极通道 502内的一些空气由于含氢燃料的流入而被挤出去；以及至少一部分 的空气#:动地流入积蓄设备516。系统500还可以包括用于释放燃料池堆组501的反应物、产物以 及/或者副产品的第一清除控制设备520,例如具有螺线管或者旋转的 圆盘、球体，或插头的清除阀，或者任何其他适合的流量控制设备。 例如，当系统500停止工作的时候，空气渗透到阳极通道502内，并蚀。为了防止腐蚀， 一些现有的燃料池系统，例如图4中所示出的系 统400，使用了大清除阀420使得在引入燃料的时候阳极通道402内的空气能够被迅速地排出。清除阀，例如系统400的大清除阀420， 典型地包含大孔口 ，因为系统400的燃料池堆组的阳极通道内的空气 排放量与通过清除阀420的空气释放量是相同的。但是，大清除阀可 能约束燃料池系统的如车辆应用那样的多种应用的可行性，例如在汽 车中。另外，大清除阀排出包括空气和燃料的大量废产物，该产物可 能是浪费的并且导致高氢气排出。相反，在图5所示出的实施方案中，第一清除控制设备520不需 要具有用于在启动时以加速的方式清除如来自阳极通道502的空气那 样的流体的大孔口。这是因为被挤出去的空气将流入积蓄设备516的 容积518内。因此，积蓄设备516用于来自堆组501的流体，例如空气以及/ 或者其他反应物、产物，以及例如氮气的惰性气体的有效排出，而防 止空气、反应物以及/或者产物大量排出到周围环境。减小系统500 的废产物的排出量和体积同样使第一清除控制设备520的尺寸最小化 或者减小，增加在空间有限的应用中使用系统500的可行性。积蓄设备516能够调整尺寸以维持从第一清除控制设备520排出 的流体的期望体积。从第 一清除控制设备520排出的最优流体水平可 以基于给定的应用以及/或者其尺寸需要而确定。在图5所示出的实施 方案中，从第一清除控制设备520延伸出的清除线路521连接到阴极 通道504的输出流517，但是此外或作为选择，还可以连接到空气出 口 540。而且，在一些实施方案中，积蓄设备516的截面面积可以大于线 路、管道或连通到以及/或者连通自积蓄设备516的流体流的任何其他 组件的截面面积。而且，在一些实施方案中，积蓄设备516的容积518 可以近乎基本上等同于燃料池堆组501的阳极通道502的总容积。发生腐蚀的另外机会是在图4中所示的现有系统400的关机过程 中。在关机之后，控制燃料流率的第一流量控制设备408被关闭以使 燃料消耗最小化，而且如氢气那样的燃料在阳极处由于穿过隔膜406 扩散到阴极以及由于与余留其中的氧气反应而浪费掉。然后，阳极通道402的压力骤降，导致阳极通过隔膜406的孔口或通道或者通过漏 隙吸收阴极的空气。该空气能够导致腐蚀燃料池系统400的元件以及 /或者燃料池堆组100的组件。但是，在本发明的实施方案的系统500中，当第一流量控制设备 508关闭时，阳极通道502中的压力由于氩气通过隔膜506从阳极通 道502扩散到阴极通道504以及与阴极通道504中余留的氧气反应而 下降。而且，阳极将吸入堆组501下游的积蓄设备516的一些流体， 该堆组501包含含氢燃料和惰性气体，例如氮气，直到阴极中的氧气 基本上被耗尽。当氢气从积蓄设备516被吸入到阳极通道502时，空 气可以从空气出口 540吸入以及/或者气体，例如氧气耗尽的空气，可 以从阴极吸入以替代所抽出的氬气。同时，当阴极中的氧气的浓度减 小的时候，第一清除控制设备520可以被打开使得阳极和阴极通道 502、 504处于相同的压力，从而防止空气穿越隔膜506从阴极通道 504进到阳极通道502。图6说明了根据本发明的另一个实施方案的电化学系统600,在 该电化学系统600中使用了喷射泵622以使阳极气体通过再循环线路 623再循环以帮助防止分别如氮气或水那样的气体或流体阻塞阳极通 道602。电化学系统600还包括分别用于控制来自燃料供给源610和 氧化剂供给源614的燃料和氧化剂的流率的第一和第二流量控制设备 608、 612。电化学系统600还可以包括第一清除控制i殳备620。在图 6所示出的实施方案中，从第 一清除控制设备620延伸出的清除线路 621连接到阴极通道604的输出流617，但是此外或作为选择，还可 以连接到空气出口 640。另外，本领域的技术人员将意识到由积蓄设备616产生的在阳极 回路中的额外容积可以通过吸入以及排出阳极中的流体而减小阳极 通道602上的压力波动(例如，由于在工作于死端(dead-ended)工 作模式的情况下阳极的周期性清除)。在如图7A所示出的又一个实施方案中，电化学系统700包括具 有其中含有隔板724的容积718的积蓄设备716。可以应用隔板724以在正常工作、负栽瞬变、启动以及/或者关闭期间维持堆组701的期 望的横跨压力( cross-pressure)(例如，在阳极和阴极之间的压力差 异)。维持堆组701的期望横跨压力防止了不想要的压力波动以及/ 或者真空，该压力波动以及/或者真空可能导致氢气通过隔膜706或空 气入口渗透到系统700内，这能够引起在此所描述的腐蚀。此外或作 为选择，隔板724的位置还可以控制流入燃料流率，因为它能够给出 横跨压力的指示。该信息可以反馈给燃料供给源710以增加或减小燃 料的流率，从而控制燃料流量以及由此而调节控制压力。电化学系统700还包括用于控制分别来自燃料供给源710和空气 供给源714的燃料和空气的流率的第一和第二流量控制设备708、712。 电化学系统700还可以包括第一清除控制设备720。在图7A所示出 的实施方案中，从第一清除控制设备720延伸出的清除线路721连接 到阴极通道704的输出流717，但是此外或作为选择，还可以连接到 阴极入口 (例如，阴极通道的上流)或空气出口 740。如图7B所说明，在一些实施方案中，积蓄设备716以及/或者隔 板724可以是或者包括偏压设备727。偏压设备727可以包括任何偏 压元件，例如弹簧或制动器729，该偏压元件能够保持活塞731正对 着阳极侧，使阳极体积最小化。活塞731可以包括在其外围上的封垫 733以防止泄漏。不限制于理论地解释，如果发生向下的瞬变(即负 载减小)，阴极压力将下降，允许活塞731向着阴极侧推进，如所图 7C示。这增加了配置成与阳极通道702流体连通的积蓄器716的容 积735。因此，阳极通道702的压力减小，减小了阳极和阴极层之间 的横跨压力。当向下的瞬变由于氢气被消耗以及/或者被清除而完成 时，活塞731至少基本上恢复到其在图7B中所示出的初始位置。在如图8所示出的再一个实施方案中，电化学系统800能够装备 替代积蓄设备816的或除积蓄设备816以外另加入的栓塞流设似plug flow device ) 826。栓塞流i殳备826可以与从阴极通道804排出的气体 流流体连通，使得堆组801的横跨压力被动地调整。栓塞流设备826 通常是横截面狭窄的，有着长度与直径的高比值的，并且通常在一端含有清除气体而在另一端含有空气或阴极气体或两者。这两种气体之 间的锋面可以在启动、关机，以及/或者负载瞬变期间移动，从而调整堆组801的横跨压力。此外，能够使气体在其中混合的容体，例如积蓄设备816的容积 818，可以布置于栓塞流设备826的下游以防止燃料意外释放到阴极 通道804或空气出口 840内。此外或作为选择，传感器828、 830，例如氧气或氢气传感器或 两者，还可以布置于与栓塞流设备826，或者根据上述或此后的任何 实施方案的积蓄设备连接的至少一个线路上，以检测气体的流体成分 (例如，氧气和氢气浓度)。这些传感器828、 830可以选择性地布 置于通向栓塞流设备826的或从栓塞流设备826延伸出的线路中的不 同点，以及可以电连接到流量控制设备808、 812，该流量控制设备控 制燃料的流入流率，例如到阳极通道802的氢气，以及/或者氧化剂的 流入流率，例如到阴极通道804的空气。传感器828、 830可以将流 体成分信息传达到流量控制设备808、 812以控制分别到阳极通道802 和阴极通道804的流入燃料流率或者流入空气流率或两者。此外或作 为选择，来自传感器828、 830的信息还可以被使用以控制第一清除 控制设备820,例如，在关机完成之后关闭第一清除控制设备820。发明人预想了本发明的可以包括或可以不必包括所有的所述组 件的实施方案。例如，包括栓塞流设备826的系统800可以不必要包 括第一清除控制设备820。已经流览了本公开内容的本领域技术人员 将会意识到这个以及其他能够在没有偏离本发明的范围的情况下对 系统800作出的变更。应当理解根据本发明的其他实施方案的电化学系统可以包括另 外的组件或者可以除去某些在此所描述的组件。例如，在图9所示出 的另一个实施方案中，电化学系统900包括具有容积918以及帮助将 例如氧气或氢气或两者的气体吸入到容积918内的吸气材料或者促使 气体反应的催化剂材料925的积蓄设备916。例如，材料925可以与 空气中的氧气反应，该空气在关机期间被吸回到积蓄设备916内以防止氧气进入阳极或阴极。而且，电化学系统900可以包括与结合图6所示出的实施方案讨 论的阳极再循环线路623相似的阴极再循环线路923。根据一个实施 方案，再循环设备922，例如喷射泵或鼓风机，能够被使用以使阴极 气体通过再循环线路923再循环并且帮助防止气体或流体阻塞阴极通 道904。此外或作为选择，氧化剂同样能够通过阴极再循环线路923 再循环，而当燃料池堆组901被断开时，氧气消耗基本上来自于燃料 池堆组901内的空气。本领域技术人员将意识到阳极和阴极再循环线 路能够结合于在此所描述的任何实施方案中。而且，根据另一个实施方案的电化学系统1000由图10所说明。 电化学系统1000可以包括布置于积蓄设备1016的下游的第一清除控 制设备1020以及布置于阳极通道1002的下游及积蓄设备1016的上 游的第二清除控制设备1052。第二清除控制设备1052能够被关闭或 打开以及/或者在这之间调整以保持或改变燃料池堆组1001的压力， 例如阳极通道1002的压力。而且，第二清除控制i殳备1052 ^J己置以 控制以及/或者停止流体在阳极通道1002和积蓄设备1016之间的流 动。在一个实施方案中，电化学系统1000的工作方法包括在燃料池 堆组1001的正常工作期间将第一和第二清除控制设备1020、 1052维 持于关闭的状态下。当想要清除燃料池堆组1001的时候，第一清除 控制设备1020保持关闭，而第二清除控制设备1052打开以使积蓄器 1016增压。然后，第一清除控制设备1020打开，而第二清除控制设 备1052关闭以清除积蓄器1016。在一些实施方案中，布置于积蓄设 备1016之内或者紧挨着积蓄设备1016的传感器1054可以引发燃料 池堆组1001的清除。例如，传感器1054能够监控以及/或者测量积蓄 设备1016内的压力幅值以及在检测到阈值以及/或者预定的压力幅值 时引发该清除。此外或作为选择，清除还能够基于预定的时间间隔而引发，例如 每分钟或者每半分钟或者任何其他合适的期限。在引入基于压力的以及/或者基于时间的清除方法的实施方案中，第一和第二清除控制设备1020、 1052不需要拥有具备精确公差的特定尺寸或特定尺度的孔口 ， 因为特定体积的流体(例如含氢燃料)在每个清除条件期间从燃料池堆组1001内清除。在一些实施方案中，当燃料清除条件出现的时候，燃料池堆组 1001的重复清除可以在没有打开第一清除控制设备1020的情况下发 生。例如，在正常工作期间，当第二清除控制设备1052关闭的时候， 压力差异产生于阳极通道1002和积蓄设备1016之间。当需要清除燃 料时，第二清除控制设备1052能够被打开，将例如含氢燃料的流体 清除到积聚设备1016内。此后，当积蓄设备的清除条件出现时，例 如当积蓄设备1016被流体基本上注满时以及/或者在系统1000关才几 时，第一清除控制设备1020能够打开以将来自积蓄设备1016的积蓄 的流体清除到周围环境，例如大气。在又一个实施方案中，从积蓄设备1016中释放出的含氢燃料可 以被清除到阴极入口内，从而减少同时释放到大气中的氢气的浓度。在又一个实施方案中，清除控制设备1020和1052可以合并成具 有连在积蓄器1016上的共同端口以及连到积蓄器1023和l(MO(没有 显示)的其他两个端口的单3路阀。本领域技术人员将意识到与上文所讨论的清除控制设备相似的 第二清除控制设备能够结合于在此所描述的任何实施方案中以及传 感器1054可以被配置以在引发燃料池堆组以及/或者积蓄设备的清除 之前检测积蓄设备中的替代流体压力或除流体压力之外的其他参数， 例如温度以及/或者流体浓度。此外或作为选择，第二清除控制设备1052还能够作为压力调整 设备在一些实施方案中使用。例如，在向上的瞬变或者负载增加期间， 空气压力典型地增加了。因此，为了与空气压力的增加相匹配，最好 是以加速的方式增加氢气的压力。因此，第二清除控制设备1052关 闭一段时间，在此期间向上的负栽瞬变继续进行以减少阳极回路的容 积，从而增加阳极压力上升的速率。相反地，在向下的瞬变或者负载减小期间，空气压力被减少以使 与用于给空气增压的空气压缩机有关的附加电能损失最小化，而这也 可能是产生更少的水的结果。为了与空气压力的减少量相匹配，最好是以加速的方式减小氢气的压力以避免在燃料池堆组1001中高得不 能接受的横跨压力。因此，第二清除控制设备1052打开一段时间， 在此期间向下的负载瞬变继续进行，从而释放阳极通道1002中的压 力，同时由于在阳极通道1002和积蓄设备1016之间压力差而对含氢 燃料施加从阳极通道1002到积蓄设备1016的偏压。为了进一步减小 压力，第一清除控制设备1020可以与第二清除控制设备1052同时打 开，或者在1020和1052之间来回转换。在其他实施方案中，传感器可以被配置以检测氧化剂的压力变化 并且使第二清除控制设备1052能够以如上所述的相似方式工作，以 调整在燃料池堆组1001中产生的压力差。此外或作为选择，阳极通 道1002中的压力能够受到同样的监控以及当达到燃料或氧化剂的阈 值压力以及/或者阳极和阴极层之间的期望横跨压力的时候，第二清除 控制设备1052可以恢复到其正常状态，该正常状态取决于与如上所 述的异常状态相对应的是关闭还是打开。在以上任何实施方案中，压力传感器(没有显示)可以布置于燃 料池堆组501、 601、 701、 801、 901、 1001的入口以及/或者出口 ，例 如，在阴极入口、阴极出口、阳极入口，以及/或者阳极出口。压力传 感器可以用于监控气体压力，并且来自压力传感器的信息可以用于控 制，例如，空气流入流率、燃料流入流率，或者第一清除控制设备的 状态。此外或作为选择，在以上任何实施方案中，积蓄设备516、 616、 716、 816、 916、 1016还可以包含于燃料池堆组501、 601、 701、 801、 901、 1001的末端硬件中，而不是成为单独的设备。已经流览了本公 开内容的本领域技术人员将意识到这些及其他能够在没有偏离本发 明的精神的情况下对系统作出的变更。使例如图5所示的燃料池系统停止工作的方法在下文进行描述。笫一，主负载542从燃料池堆组501上断开。然后，燃料供给514通 过关闭第一流量控制设备508 (该第一流量控制设备508同样使燃料 供给514从堆组501隔离开来)终止。由于氢气通过离子交换膜506 从阳极通道502扩散到阴极通道504，消耗了存在于阴极通道504内 的空气中的氧气。阳极通道502、阴极通道504以及积蓄设备516的 总容积应该适当调整尺寸，使得与阴极通道内所留存的空气中的氧气 的化学当量相比，阳极通道502和积蓄设备516内所留存的燃料中的 氢气的化学当量足以在燃料池系统500关机时基本上消耗阴极通道 504内的所有氧气，以及更优地，在氧气基本耗尽后于阳极通道502 中还有至少稍微过量的氢气。在燃料池堆组501在正常工作期间工作 于阳极过度压力下(例如，阳极压力大于阴极压力)的时候，第一清 除控制设备520可以在阳极压力由于阳极通道502的氢气耗尽而达到 或减小到阴极压力以下时(例如，由在燃料池堆组501的上游以及/ 或者下游的阳极和阴极压力传感器所确定)被打开。在工作期间，任何累积于阳极的多余燃料以及/或者其他惰性流 体积蓄在积蓄设备516中。因而，在燃料池系统500关机期间，由于 氢气在氧气消耗期间从阳极通道502扩散出并且与阴极通道504内的 余留氧气反应，燃料输出线路515以及/或者积蓄设备516内的多余燃 料以及/或者其他惰性流体将被拉回到阳极通道502内以替代所扩散 的氢气。因为第一清除控制设备520在氧气消耗期间起初是关闭的， 所以阳极压力下降。当阳极压力下降到阴极压力以及/或者阴极压力以 下的时候，第一清除控制设备520打开以使得来自空气出口 540以及 /或者空气供给源514的空气可以被吸回到积蓄设备516内以替代原留 存于积蓄设备516内的多余燃料以及/或者其他惰性流体，从而防止在 阳极通道502内产生基本上的真空。另外，因为来自阴极通道504的氧气在氧气消耗期间被消耗了 ， 空气可以同样被吸回到输出线路517以及/或者阴极通道504内以替代 所消耗的氧气。该过程持续下去直到来自阴极通道504的氧气基本耗 尽。结果，在关机完成后，氢气、氮气，或它们的混合物保留于阳极通道502内，从而防止空气(和氧气)被引入到阳极通道502内。在 燃料池堆组501内的氧气基本耗尽后，燃料池系统500的关机完成。如上文结合图9所描述的实施方案所提及的，当空气在关机期间 的氢气扩散过程中被吸入到积蓄设备916内时，积蓄设备916还可以 包含与氧气反应的材料925。因而，空气中的任何氧气或者吸回到积 蓄设备916以及/或者阴极通道904内的阴极流体将会起反应，从而防 止氧气留存于积蓄设备916内，以及，此外还防止氧气进入到阳极通 道卯2内。另外，可以使积蓄设备916的尺寸最小化。另外，图5中所示出的辅助负载544可以连接到燃料池堆组501 以增加留存于阴极中的氧气的氧气消耗速率。电能可以使用于给任何 系统组件或媒介设备供以电力，例如散热器风扇或鼓风机，或者可以 存储于能量存储设备内，例如电池(没有显示)。本领域技术人员将 认识到其他系统組件同样可以被使用以消耗电能，并且将不会再举例 说明。在含有布置于通向或从积蓄设备延伸出的线路中的不同点的氧 气以及/或者氢气传感器的燃料池系统的另一个实施方案中，例如如图 8所示的燃料池系统800，来自氧气以及/或者氢气传感器828、 830 的信息可以被使用以控制第一清除控制设备820。例如，当氧气以及/ 或者氢气的浓度在关机完成期间以及/或者之后达到以及/或者超过预 定值的时候，第一清除控制设备820可以关闭。在此处所讨论的任何实施方案中，系统500、 600、 700、 800、900、 1000可以包括在第一清除控制设备520、 620、 720、 820、 920、1020下游的燃烧室或稀释器(没有显示)，该燃烧室或稀释器被配置以在系统500、 600、 700、 800、 900、 1000清除期间或之后消耗或稀释流出积蓄设备516、 616、 716、 816、 916、 1016的流体流。以这种方式，任何余留浓度的氢气将会被消耗，使得该实施方案更适合于要 求严格排放标准的应用。此外或作为选择，流出各自积蓄设备516、 616、 716、 816、 916、 1016的流体还可以通过积蓄i殳备516、 616、 716、 816、 916、 1016以及/或者第一清除控制设备520、 620、 720、 820、 920、 1020下游的清 除线路被清除到在第二流量控制设备512、 612、 712、 812、 912、 1012 下游的各自氧化剂入口。在这些实施方案中，清除线路能够连接到阴 极通道504、 604、 704、 804、 904、 1004的线路上游。这种布局在不 需要使用燃烧室或稀释器的情况下同样防止了在系统500、 600、 700、 800、 900、 1000的清除期间氢气从积蓄器大量释放到大气中。在任何上述实施方案中，第二流量控制设备512、 612、 712、 812、 912、 1012可以在关才几过程中打开或关闭。本说明书中所参考的以及/或者申请资料表中所列出的以上所有 美国专利、美国专利申请出版物、美国专利申请、外国专利、外国专 利申请以及非专利出版物在此以提及方式全文引入。从上文，应当意识到，尽管本发明的特实施方案出于说明的目的 而已在此作了讨论，但是在没有偏离本发明的精神和范围的情况下可 以作出不同的修改。因此，除了附上的权利要求书及其等价物以外， 本发明没有受到限制。
权利要求
1.一种电化学系统，包括形成燃料池堆组的多个燃料池，每个燃料池包括具有被放置于阳极电极层和阴极电极层之间的离子交换膜的膜电极组件(MEA)；邻接于该MEA的第一侧面的阳极流场板，该阳极流场板适合于将含氢燃料引导到该MEA的第一侧面的至少一部分；以及邻接于该MEA的第二侧面的阴极流场板，该阴极流场板适合于将氧化剂引导到该MEA的第二侧面的至少一部分；至少一个被布置于该燃料池堆组下游的以及与之流体连通的积蓄设备，该积蓄设备可用于积蓄及分发流体；被布置于燃料池堆组下游的氧化剂出口；以及被布置于积蓄设备下游的第一清除控制设备，该第一清除控制设备可工作于第一状态下以允许阳极流场板的至少一部分和阴极流场板的至少一部分之间的流体连通，并且可工作于第二状态下以使氧化剂出口与该积蓄设备隔离。
2. 根据权利要求1的电化学系统，还包括被布置于该燃料池堆组上游的以及被配置以选择性控制来自燃 料供给源的含氬燃料到燃料池的阳极层的流率的第一流量控制设备； 以及被布置于该燃料池堆组上游的以及被配置以选择性控制来自氧 化剂供给源的氧化剂到燃料池的阴极层的流率的第二流量控制设备。
3. 根据权利要求2的电化学系统，还包括被布置为紧邻该积蓄 设备的以及与第一和第二流量控制设备中的至少一个电连通的至少 一个传感器，该至少一个传感器可用于测量燃料池堆组下游的氢气和 氧气中的至少一种的浓度以及用于将氢气浓度和氧气浓度中的至少 一个的指示电传送到该第一和第二流量控制设备以控制含氢燃料和 氧化剂中的至少 一种的流率。
4. 根据权利要求1的电化学系统，其中该至少一个积蓄设备包 括可用于维持该燃料池堆组的横跨压力以及含氢燃料和氧化剂中的 至少一个的流入流率中的至少一个的隔板，该隔板包括被配置以响应 阴极通道的压力减小而增加与阳极电极层流体连通的积蓄设备的容 积的偏压设备。
5. 根据权利要求1的电化学系统，其中该至少一个积蓄设备还 包括一种吸气材料。
6. 根据权利要求1的电化学系统，其中该至少一个积蓄设备还 包括一种在与氧化剂反应时能够进行氧化反应和还原反应中的至少 一种反应的材料。
7. 根据权利要求1的电化学系统，其中还包括 至少一个再循环线路，在该清除控制设备上游并且可用于使一部分的燃料流和一部分的氧化剂流中的至少之一再循环。
8. 根据权利要求7的电化学系统，还包括 可用于加速该部分燃料流和该部分氧化剂流中的至少一种的再循环的设备。
9. 根据权利要求7的电化学系统，其中该积蓄设备包括用于使 至少两种气体反应的至少 一种催化剂。
10. 根据权利要求1的电化学系统，其中该至少一个积蓄设备包 括栓塞流设备以及含有弹簧和制动器中的至少一个的偏压元件中的 至少一种。
11. 根据权利要求1的电化学系统，还包括 布置于该阳极通道下游以及该积蓄设备上游的第二清除控制设备，该第二清除控制设备被配置以控制在该阳极通道和该积蓄设备之间的流体流动。
12. —种使具有形成燃料池堆组的多个燃料池的电化学系统停止 工作的方法，每个燃料池包含具有被放置于阳极和阴极电极层之间的 离子交换膜的膜电极组件(MEA)，被布置为邻近阳极电极层的阳极 流场板，该阳极流场板适合于将来自燃料供给源的含氢燃料引导到阳极电极层的至少一部分，被布置为邻近阴极电极层的阴极流场板，该 阴极流场板适合于将来自氧化剂供给源的氧化剂引导到阴极电极层 的至少一部分，以及至少一个与阳极和阴极电极层中的至少一个的至少一部分流体连通的积蓄设备，该方法包括步骤 将主负载从燃料池堆组上断开； 终止该断开的燃料池堆组的燃料供给；在终止燃料供给之后，基本上消耗该断开的燃料池堆组内的空气 中的氧气以在其中形成氧气耗尽的空气；以及给至少一个阳极电极层的至少一部分提供来自该积蓄设备的氢 气和氮气中的至少一种。
13. 根据权利要求12的方法，其中该积蓄设备是一种栓塞流设 备并且该方法还包括分别被动地在该松塞流设备中积蓄和从该栓塞 流设备中分发氢气、氧气及氮气中的至少一种的步骤。
14. 根据权利要求12的方法，其中该积蓄设备包括一种在与氧 气反应时能够氧化或还原的材料并且该方法还包括使该材料与被吸 入该积蓄设备的氧气反应的步骤。
15. 根据权利要求12的方法，其中该积蓄设备包含一个隔板， 该隔板包括被配置以响应阴极通道的压力减小而增加与阳极通道流 体连通的积蓄设备的容积的偏压设备，并且该方法还包括步骤响应该偏压设备的位置而调整该积蓄设备的容积以维持该燃料 池堆组的横跨压力。
16. 根据权利要求12的方法，其中该电化学系统还包括在该燃 料池堆组下游的以及与该燃料池堆组和该积蓄设备流体连通的至少 一个流量控制设备，并且该方法还包括步骤先于或者在基本上消耗该燃料池堆组内的空气中的氧气期间，在 阳极压力等于或小于该燃料池堆组的阴极压力时打开该至少一个流 量控制设备。
17. 根据权利要求12的方法，还包括步骤将辅助负栽连接到该断开的燃料池堆组以消耗其中的空气里的氧气。
18. 根据权利要求12的方法，其中该电化学系统还包括再循环 线路，该再循环线路在该积蓄设备上游并且可用于使一部分的燃料流 和一部分的氧化剂流中的至少之一再循环，并且该方法还包括步骤使该部分的燃料流和该部分的氧化剂流中的至少一种再循环。
19. 根据权利要求16的方法，还包括步骤 检测氢气和氧气的至少一种的浓度以及将氢气浓度和氧气浓度的该至少一个的指示传送到该至少一个流量控制设备。
20. —种电化学系统的工作方法，该电化学系统具有形成燃料池 堆组的多个燃料池，每个燃料池包括具有被放置于阳极和阴极电极层 之间的离子交换膜的膜电极组件(MEA)，被布置于阳极电极层的相 邻处并且适合于将含氢燃料引导到阳极电极层的阳极流场板，被布置极流场板，至少一个被布置于燃料池堆组下游的积蓄设备，被布置于 燃料池堆组上游的阴极入口 ，被布置于燃料池堆组下游的氧化剂出 口 ，被布置于积蓄设备下游的第一清除控制设备并且该第一清除控制 设备可工作于第 一状态下以允许阳极流场板和阴极流场板之间的流 体连通以及在第二状态下工作以使氧化剂出口与积蓄设备隔离，以及 被布置于燃料池堆组和积蓄设备之间的第二清除控制设备，并且该第 二清除控制设备可在第一状态下工作以允许阳极流场板和积蓄设备 之间的流体连通以及在第二状态下工作以停止阳极流场板和积蓄设 备之间的流体连通，该方法包括步骤第一次打开该第二清除控制设备以在第一状态下工作，以便当检 测到燃料池堆组清除条件时将来自该阳极流场板的流体清除到积蓄 设备；关闭该第二清除控制设备以在第二状态下工作；以及 在第一次打开之后第二次打开该第一清除控制设备以将来自积蓄设备的流体清除到周围环境和阴极入口中的至少一个，以在检测到积蓄设备清除条件时进行积蓄设备清除。
21. 根据权利要求20的方法，还包括 检测该燃料池堆组的至少一个工作参数的幅值； 将该燃料池堆组的该至少一个工作参数的幅值与其第一阔值幅值比较以判定该燃料池堆组清除条件是否存在；以及在该燃料池堆组的该至少一个工作参数的幅值基本上等同于或 者超过该第一阈值幅值时，使燃料池堆组开始清除。
22. 根据权利要求20的方法，其中该至少一个工作参数包括浓 度、压力、以及氢气、氧气及氮气中的至少一种气体的温度中的至少 一个。
23. 根据权利要求21的方法，其中该至少一个工作参数的幅值 紧邻于该阳极流场板、阳极再循环线路、布置于燃料源和该燃料池堆 组之间的阳极燃料入口 、以及布置于该燃料池堆组和该积蓄设备之间 的阳极燃料出口中的至少一个来检测。
24. 根据权利要求20的方法，还包括紧邻于该积蓄设备、该第一清除控制设备、以及该第二排除控制设备中的一个来检测该积蓄设备的至少一个工作参数的幅值；将该积蓄设备的该至少一个工作参数的幅值与第二阈值幅值比较以判定该积蓄设备清除条件是否存在；以及在积蓄设备的该至少一个工作参数的幅值基本上等同于或者超过该第二阈值幅值时，使该积蓄设备开始清除。
25. 根据权利要求24的方法，其中该至少一个工作参数包括浓度、压力、以及氢气、氧气及氮气中的至少一种气体的温度中的至少一个。
26. 根据权利要求20的方法，还包括在检测到第 一阈值持续时间消逝时使该燃料池堆组开始清除；以及在检测到第二阈值持续时间消逝时使该燃料池堆组开始清除。
27. 根据权利要求20的方法，还包括 将主负栽从该燃料池堆组抽出。
28. —种电化学系统的工作方法，该电化学系统具有形成燃料池 堆组的多个燃料池，每个燃料池包含具有被放置于阳极和阴极电极层 之间的离子交换膜的膜电极组件(MEA)，被布置为邻近阳极电极层 的并且适合于将含氩燃料引导到阳极电极层的阳极流场板，被布置为场板，至少一个被布置于燃料池堆组下游的积蓄设备，被布置于燃料 池堆组和积蓄设备之间的清除控制设备，并且该清除控制设备可工作 于第 一状态下以允许该阳极流场板和该积蓄i殳备之间的流体连通以 及工作于第二状态下以停止该阳极流场板和该积蓄设备之间的流体连通，该方法包括步骤检测应用于该燃料池堆组的负载的增加以及该燃料池堆组中的 氧化剂的压力和浓度中的至少一个的幅值增加；以及关闭该清除控制设备，用于工作于该第二状态下以增加该燃料池 堆组内的含氢燃料的压力和浓度中的至少一个以及平衡该燃料池堆 组的压力差异。
29. —种电化学系统的工作方法，该电化学系统具有形成燃料池 堆组的多个燃料池，每个燃料池包含具有被放置于阳极和阴极电极层 之间的离子交换膜的膜电极组件(MEA)，被布置为邻近该阳极电极 层的并且适合于将含氬燃料引导到阳极电极层的阳极流场板，被布置 为邻近该阴极电极层的并且适合于将氧化剂引导到该阴极电极层的 阴极流场板，至少一个被布置于该燃料池堆组下游的积蓄设备，被布 置于该燃料池堆组和该积蓄设备之间的清除控制设备，并且该清除控 制设备可工作于第 一 状态下以允许该阳极流场板和该积蓄设备之间 的流体连通以及工作于第二状态下以停止该阳极流场板和该积蓄设 备之间的流体连通，该方法包括步骤检测应用于该燃料池堆组的负栽的减小以及该燃料池堆组中的 氧化剂的压力和浓度中的至少一个的幅值减小；以及打开该清除控制设备，用于工作于该第一状态下以减小该燃料池 堆组内的含氢燃料的压力和浓度中的至少一个以及平衡该燃料池堆 组的压力差异。
全文摘要
提供一种燃料池堆组，具有多个燃料池，每个燃料池包括被放置于分别形成阳极和阴极通道的阳极和阴极流场板之间的膜电极组件。积蓄设备被布置于燃料池堆组的下游。清除控制设备被布置于积蓄设备的下游，可工作于第一状态下以允许阳极和阴极通道之间的流体连通、以及可工作于第二状态下以使氧化剂出口与积蓄设备隔离。一些实施方案包括在阳极通道和积蓄设备之间的清除控制设备。燃料池堆组的工作方法包括第一次选择性地将来自燃料池堆组的流体清除到积蓄设备内，以及在第一次之后，第二次选择性地清除来自积蓄设备的流体。
文档编号H01M8/04GK101405905SQ200780009591
公开日2009年4月8日 申请日期2007年2月6日 优先权日2006年2月7日
发明者A·J·亨德森, E·R·加拉格, J·巴拉斯泽克, R·G·费洛斯 申请人:Bdf Ip控股有限公司