[发明专利]一种燃料电池长期使用后性能恢复装置和方法

权利要求书

1.一种燃料电池长期使用后性能恢复装置，其特征在于，包括供气及控制系统，所述供气及控制系统分别通过管路与氢气路电磁阀一端、空气路三通阀第一端、去离子水电磁阀一端相连；所述氢气路电磁阀另一端与氢气路三通阀第一端相连，所述氢气路三通阀第二端与空气路电磁阀一端相连，所述空气路三通阀第二端与空气电磁阀一端相连，所述空气路三通阀第三端与所述空气路电磁阀另一端相连；所述氢气路三通阀第三端、所述空气电磁阀另一端以及所述去离子水电磁阀另一端分别与电堆一侧相连，所述电堆另一侧分别与氢气排气管、空气排气管、水排放管相连，所述空气排气管内部相连有空气尾排电磁阀；所述供气及控制系统与所述电堆电连接。

2.如权利要求1所述的燃料电池长期使用后性能恢复装置，其特征在于，所述氢气路三通阀第三端与所述电堆之间相连有氢气路质量流量计，所述空气电磁阀另一端与所述电堆之间相连有空气路质量流量计，所述去离子水电磁阀另一端与所述电堆之间相连有水流量计。

3.一种使用如权利要求1所述燃料电池长期使用后性能恢复装置的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：阴极恢复；

S2：阳极恢复。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤S1包括以下步骤：

S11：所述供气及控制系统控制所述去离子水电磁阀打开，并向所述电堆通入一定流量、温度、电导率以及压力的去离子水；

S12：待所述电堆出口水温度大于一定值时，所述供气及控制系统控制氢气路电磁阀打开，向所述电堆的阳极通入一定流量和压力值的氢气；

S13：所述供气及控制系统控制所述空气尾排电磁阀打开；

S14：所述供气及控制系统控制所述空气电磁阀在一定时间内打开并在时间T1内向所述电堆的阴极通入一定流量的空气，然后所述供气及控制系统控制所述空气电磁阀和所述空气尾排电磁阀同时关闭；

S15：所述供气及控制系统向所述电堆在时间T2内恒压进行电压加载，停止加载后所述供气及控制系统控制所述空气尾排电磁阀重新打开；

S16：所述步骤S14和步骤S15依次循环一定次数后，所述供气及控制系统控制所述氢气路电磁阀关闭停止向阳极供应氢气以及控制所述去离子水电磁阀停止供应，阴极性能恢复完毕。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤S11的去离子水流量为0.1-0.3L/min/节，去离子水温度为80℃，去离子水电导率小于等于5μs/cm，所述电堆的水入口压力为10-30kpa；所述步骤S12的电堆出口温度大于78℃，氢气流量为0.8-2.0L/min/节，氢气压力值为10-40kpa；所述步骤S14的空气流量为3.4-5.2L/min/节，时间T1为30s；所述步骤S15的加载电压为0.1V*电池节数，时间T2为3min；所述步骤S16循环次数为10次。

6.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤S2包括以下步骤：

S21：所述供气及控制系统控制所述去离子水电磁阀打开，并向所述电堆通入一定流量、温度、导电率以及压力的去离子水；

S22：待所述电堆出口水温度大于一定值时，所述供气及控制系统控制空气电磁阀打开，向所述电堆的阴极通入一定流量和压力的空气；

S23：所述供气及控制系统控制氢气路电磁阀打开，在时间T3内向所述电堆的阳极通入一定流量和压力的氢气；

S24：在时间T3后关闭氢气路电磁阀停止向阳极供应氢气，打开空气路电磁阀在时间T4内向所述电堆的阳极供应一定流量的空气，时间T4后关闭空气路电磁阀；

S25：依次循环所述步骤S23和S24一定次数后，关闭空气电磁阀停止向阴极供应空气以及关闭去离子水电磁阀停止供应去离子水，阳极性能恢复完毕。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤S21的去离子水流量为0.1-0.3L/min/节，去离子水温度为80℃、去离子水电导率小于等于5μs/cm，去离子水压力为10-20kpa；所述步骤S22的电堆出口温度大于78℃，空气流量为3.4-5.2L/min/节，空气压力为10-20kpa；所述步骤S23的氢气流量为0.4-1.2L/min/节，氢气压力值为20-40kpa；所述步骤S24的空气流量为2.4-3.2L/min/节，空气压力值为20-40kpa，时间T3和时间T4均为30s；所述步骤S24循环次数为5次。