一种燃料电池电堆快速活化方法与流程

本发明涉及燃料电池领域，特别涉及一种燃料电池电堆快速活化方法。

背景技术：

1、燃料电池是一种把燃料所具有的化学能直接转换成电能的化学装置，不受卡诺循环效应的限制，以燃料和氧气作为原料；没有机械传动部件，因此没有噪声污染，排放出的有害气体极少。质子交换膜燃料电池由于具有低温启动，结构简单、操作简便等特点，近年来越来越受到人们的重视。但对于新生产出来的燃料电池电堆，或者存放时间较长的燃料电池电堆来说，为了使燃料电池电堆更快的获得较好的性能，都需要进行活化才能达到最佳性能状态，活化时间通常要达到4-6小时，造成氢气和动能浪费。

2、现有技术针对刚生产的燃料电池或者长时间放置的电池，常采用测试台架持续的让燃料电池反复循环多次，甚至循环放电长达4-6小时，这种方式繁琐且耗时长，且会浪费氢气，增加成本。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种燃料电池电堆快速活化方法，针对刚生产出的燃料电池或长时间放置的电池，可以快速的实现活化，减少活化时间。

2、为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种燃料电池电堆快速活化方法，包括如下步骤：

3、s1、将燃料电池电堆安装在电堆测试台架上并完成连接；通过测试台架，在燃料电池电堆的阳极侧先通入氮气以驱赶阳极流道内的空气，然后再通入阳极燃料；阴极侧通入阴极氧化剂；

4、s2、按照设置的阳极、阴极侧通入的燃料/氧化剂计量比通入燃料/氧化剂；

5、s3、使燃料电池电堆运行在设置的第一单体工作电压下；

6、s4、实时监控燃料电池电堆的功率，在功率稳定后降低单体工作电压，然后让燃料电池电堆运行在第二单体工作电压下；

7、s5、重复步骤s1-s4若干次后即可完成活化。

8、步骤s1中阳极气体为增湿的氢气或增湿的氮气，阴极氧化剂为增湿空气。

9、燃料电池电堆阴极和阳极通入气体的气流速度通过电堆单体数量、阴阳极计量比和极化电流密度计算得到。

10、设置的阳极、阴极侧通入的燃料计量比为2:2.5及其微调。

11、第一单体工作电压为让燃料电池建立起最佳运行状态对应的电堆单体工作电压。

12、第一单体工作电压的数值大于第二单体工作电压。

13、当在设定的时间电流波动小于设定的电流阈值时，则判断电池电堆的功率稳定。

14、第一单体工作电压为0.65v/ce l l。

15、第二单体工作电压的数值小于低于单体工作电压且大于0.3v/ce l l。

16、氢气的计量比为1.5-3。

17、增湿空气的计量比为2-3.5。

18、步骤s5中重复的次数为2-3次。

19、本发明的优点在于：只需重复活化程序2-3次即可满足燃料电池电堆性能稳定，总运行时间＜1.5h，相比于原来的4-6h活化时间，实现了燃料电池电堆快速活化，同时节约了大量燃料气体氢气。

技术特征：

1.一种燃料电池电堆快速活化方法，其特征在于:包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的一种燃料电池电堆快速活化方法，其特征在于:步骤s1中阳极气体为增湿的氢气或增湿的氮气，阴极氧化剂为增湿空气。

3.如权利要求2所述的一种燃料电池电堆快速活化方法，其特征在于:燃料电池电堆阴极和阳极通入气体的气流速度通过电堆单体数量、阴阳极计量比和极化电流密度计算得到。

4.如权利要求1所述的一种燃料电池电堆快速活化方法，其特征在于:设置的阳极、阴极侧通入的燃料计量比为2:2.5及其微调。

5.如权利要求1所述的一种燃料电池电堆快速活化方法，其特征在于:第一单体工作电压为让燃料电池建立起最佳运行状态对应的电堆单体工作电压。

6.如权利要求1所述的一种燃料电池电堆快速活化方法，其特征在于:第一单体工作电压的数值大于第二单体工作电压。

7.如权利要求1所述的一种燃料电池电堆快速活化方法，其特征在于:当在设定的时间电流波动小于设定的电流阈值时，则判断电池电堆的功率稳定。

8.如权利要求1-7任一所述的一种燃料电池电堆快速活化方法，其特征在于:第一单体工作电压为0.65v/cel l。

9.如权利要求1-7任一所述的一种燃料电池电堆快速活化方法，其特征在于:第二单体工作电压的数值小于低于单体工作电压且大于0.3v/cel l。

10.如权利要求1-7任一所述的一种燃料电池电堆快速活化方法，其特征在于:氢气的计量比为1.5-3。

技术总结本发明公开了一种燃料电池电堆快速活化方法，其特征在于:包括如下步骤：S1、将燃料电池电堆安装在电堆测试台架上并完成连接；通过测试台架，在燃料电池电堆的阳极侧先通入氮气以驱赶阳极流道内的空气，然后再通入阳极燃料；阴极侧通入阴极氧化剂；S2、按照设置的阳极、阴极侧通入的燃料计量比通入燃料；S3、使燃料电池电堆运行在设置的第一单体工作电压下；S4、实时监控燃料电池电堆的功率，在功率稳定后降低单体工作电压，简化燃料电池电堆运行在第二单体工作电压下；S5、重复步骤S1‑S4若干次后即可完成活化。本发明的优点在于：只需重复活化程序2‑3次即可满足燃料电池电堆性能稳定，实现了燃料电池电堆快速活化，同时节约了大量燃料气体氢气。技术研发人员：潘陈兵,陈大华,奚小雨,陈海平,潘立升,高冀,魏浩受保护的技术使用者：安徽瑞氢动力科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/2