[发明专利]用于降低在燃料电池堆中的碳腐蚀的方法以及机动车

说明书

在这里公开的技术方案涉及一种用于降低在燃料电池系统的燃料电池堆(300)中的碳腐蚀的方法。所述方法包括如下步骤：i)检测腐蚀值，所述腐蚀值代表在燃料电池堆(300)的非激活阶段期间在燃料电池堆(300)中有概率发生的碳腐蚀的程度；并且ii)基于所述腐蚀值来启动用于降低在燃料电池堆(300)中的碳腐蚀的保护措施。

技术领域

公开的技术方案涉及一种用于降低燃料电池堆的碳腐蚀的方法。在这里公开的技术方案还涉及一种具有燃料电池系统的机动车，其设计成用于，实施在这里公开的方法。

背景技术

这样的燃料电池系统是已知的。先前已知的解决方案的缺点是，在某些情况下可以在燃料电池堆中形成所谓的氢氧前沿，所述氢氧前沿可以导致碳腐蚀并且因此导致燃料电池的退化。当氢气从阳极扩散到阴极或者空气从阴极扩散到阳极时，这样的氢氧前沿可以尤其是在燃料电池系统长时间不激活之后出现。该现象是本领域技术人员已知的。

发明内容

在这里公开的技术方案的优选的任务是，降低或消除先前已知的解决方案的至少一个缺点。尤其地，优选的任务是，至少降低燃料电池在停车时间期间的退化。其他优选的任务可以由在这里公开的技术方案的有利效果得出。所述一个或多个任务通过独立权利要求的内容来实现。从属权利要求形成优选的设计方案。

所公开的技术方案涉及一种降低在燃料电池系统的燃料电池堆中的碳腐蚀的方法，所述方法包括如下步骤：

检测腐蚀值，所述腐蚀值代表在燃料电池堆的非激活阶段期间有概率在燃料电池堆中发生的碳腐蚀的程度；并且

基于所述腐蚀值来启动用于降低在燃料电池堆中的碳腐蚀的保护措施。

在这里公开的技术方案尤其是涉及一种用于具有至少一个燃料电池的燃料电池系统的方法，以及涉及一种为该方法设置的燃料电池系统。该燃料电池系统例如旨在用于移动应用、例如机动车，尤其是用于为至少一个用于推进机动车的驱动机器提供能量。在燃料电池的最简单的形式中，燃料电池是一种电化学能量转换器，所述能量转换器将燃料和氧化剂转化为反应产物，并且在此产生电和热。燃料电池包括阳极和阴极，所述阳极和阴极被离子选择性的或者说可渗透离子的隔板隔开。阳极被供给燃料。优选的燃料是：氢气、低分子量醇、生物燃料或液化天然气。阴极被供给氧化剂。优选的氧化剂是例如空气、氧气和过氧化物。可选择离子的隔板可以构造为例如质子交换膜(PEM)。优选使用可选择阳离子的聚合物电解质膜。用于这样的膜的材料例如是：和

除了所述至少一个燃料电池之外，燃料电池系统还包括外围的系统组件(BOP组件)，在所述至少一个燃料电池运行时可以使用所述外围的系统组件。通常，多个燃料电池组合成燃料电池堆或者说燃料电池堆叠。

燃料电池系统包括阳极子系统，所述阳极子系统由燃料电池系统的引导燃料的结构元件形成。阳极子系统可以具有至少一个压力容器、至少一个储罐截止阀、至少一个减压器、至少一条通至阳极入口的阳极输入管路、在燃料电池堆中至少部分由燃料电池堆形成的阳极室A，至少一个从阳极出口引出的阳极废气管路、至少一个水分离器、至少一个阳极扫气阀，至少一个主动式或被动式的燃料再循环输送器和/或至少一个再循环管路以及其他元件。阳极子系统的主要任务是，向阳极室的电化学活性的面供应和分配燃料以及排出阳极废气。阳极子系统还可以包括在阳极侧的堆截止阀。阳极侧的堆截止阀构造成用于，相对于燃料源(通常是至少一个压力容器)并且相对于阳极子系统的其他组件来闭锁阳极室并且在必要情况下闭锁其他组件。

燃料电池系统包括阴极子系统。所述阴极子系统由引导氧化剂的结构元件形成。所述阴极子系统可以具有至少一个氧化剂输送器、至少一个通至阴极入口的阴极输入管路、至少一个从阴极出口引出的阴极废气管路、至少部分由燃料电池堆形成的阴极室K、阴极侧的堆截止阀以及其他元件。阴极侧的堆截止阀设置成用于，将阴极室K相对于阴极子系统的其他元件闭锁。

阴极子系统的主要任务是，向阴极室的电化学活性的面供应和分配氧化剂和排出氧化剂。