一种透水双极板质子交换膜燃料电池的保存方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111342077A(43)申请公布日2020.06.26(21)申请号201811457861.7(22)申请日2018.11.30(71)申请人中国科学院大连化学物理研究所地址116000辽宁省大连市沙河口区中山路457号(72)发明人邵志刚耿江涛陈中岩(74)专利代理机构大连东方专利代理有限责任公司21212代理人毛薇李馨(51)Int.Cl.H01M8/04(2016.01)H01M8/04298(2016.01)H01M8/0438(2016.01)H01M8/04746(2016.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称一种透水双极板质子交换膜燃料电池的保存方法(57)摘要本发明涉及一种透水双极板质子交换膜燃料电池的保存方法，用以在燃料电池停车后进行保存处理。应用本发明对使用后的透水双极板燃料电池进行处理，可以避免电池氢腔、氧腔、以及膜电极组件(MEA)内部长时间存留过多水，防止MEA因长期水浸泡发生性能衰减、以及低温环境中因水结冰而损坏，有利于燃料电池长期保存和再次(低温)启动运行。CN111342077ACN111342077A权利要求书1/1页1.一种透水双极板质子交换膜燃料电池的保存方法，其特征在于，所述方法为燃料电池停车后的保存方法，所述方法步骤如下：所述燃料电池的氢腔与水腔、氧腔与水腔间均存在透水板时：向氢腔、氧腔通入一定压力气体，使氢腔与水腔、氧腔与水腔间均存在一定压力差，保持压力一段时间，使得氢腔、氧腔内部残存的水依靠压力梯度作用进入水腔；所述燃料电池仅氧腔与水腔间存在透水板时：向氢腔、氧腔通入一定压力气体，使氢腔、氧腔、水腔压力梯次降低，保持压力一段时间，使得氢腔内部残存的水依靠压力梯度作用进入氧腔，氧腔内的水同样在压力梯度作用下最后进入水腔。2.根据权利要求1所述透水双极板质子交换膜燃料电池的保存方法，其特征在于，所述氢腔、氧腔需通入一定压力的惰性气体，所述一定压力，是指氢腔、氧腔内气体压力需要同时满足以下要求：(1)氢腔、氧腔内气体压力差不高于质子交换膜所能承受的最大压差；(2)透水板两侧气体压力差不高于透水板的泡点。3.根据权利要求1所述透水双极板质子交换膜燃料电池的保存方法，其特征在于，对于氢腔与水腔、氧腔与水腔均存在透水板时，所述氢腔与水腔、氧腔与水腔间压力差均不低于1kPa，优选不低于10kPa。4.根据权利要求1所述透水双极板质子交换膜燃料电池的保存方法，其特征在于，对于仅氧腔与水腔间存在透水板时，所述氢腔、氧腔、水腔中的任意两腔间压力差均不低于1kPa，优选不低于10kPa。5.根据权利要求1所述透水双极板质子交换膜燃料电池的保存方法，其特征在于，所述保持压力的时间不低于1min，优选不低于5min。6.根据权利要求1所述透水双极板质子交换膜燃料电池的保存方法，其特征在于，所述气体为空气、氧气或惰性气体；所述惰性气体为氮气、氩气或氦气，优选惰性气体。2CN111342077A说明书1/3页一种透水双极板质子交换膜燃料电池的保存方法技术领域[0001]本发明属于燃料电池领域，具体涉及一种透水双极板质子交换膜燃料电池停车后的长期保存方法。背景技术[0002]质子交换膜燃料电池是一种通过膜电极上的电催化反应将燃料与氧化剂中的化学能直接高效地转化为电能的发电装置。[0003]众所周知，燃料电池在停车后通常需要进行气体吹扫。停车吹扫目的主要包括两方面：[0004]一方面通过吹扫可将电池膜电极组件(MEA)及燃料腔(氢腔)和氧化剂腔(氧腔)中的液态水吹出电池，防止MEA因长期被水浸泡而发生性能衰减；对于低温环境(<0℃)保存、启动的燃料电池，如果水吹扫不净，则水在低温条件下结冰、体积膨胀，可能会对MEA组件产生破坏性的损害，严重影响再次启动后的电池性能。[0005]另一方面，气体吹扫可以将电池内残余的燃料和氧化剂排出电池，避免阴、阳极因产生较高的电位而使得电催化剂载体腐蚀(US5013617，US5045414)。[0006]电池停车吹扫结束后进行保存时电池管路全部封闭，管路内部气体一般为常压。[0007]上述吹扫过程适用于传统极板燃料电池的保存处理，这里所述传统极板是指极板氢腔、氧腔、冷却剂腔(水腔)三腔完全分隔开的极板。近年来出现了一种透水双极板质子交换膜燃料电池，所述透水双极板(WO2008/082402A1,CN101501909A)除具有传统双极板的流体分配、导电、冷却、分隔燃料和氧化剂等功能外，还由于其氢/氧腔与水腔间透水板的存在具有透水、阻气、增湿功能。[0008]采用这种透水双极板的燃料电池在停车后、吹扫保存处理过程与传统燃料电池有所不同：[0009]普通的氢氧腔惰性气体吹扫方法无过多限