[发明专利]一种消除燃料电池冷却液污染的方法

说明书

本发明涉及一种消除燃料电池冷却液污染的方法，包括以下步骤：(1)将被冷却液污染的燃料电池堆置于测试台上，设置燃料电池堆工作温度为50～65℃，采用一定流量湿化的氧化性气体对燃料电池阴极和阳极同时吹扫，吹扫气体进气方向与燃料电池堆正常工作相反；(2)上述吹扫结束后采用氮气对阴极和阳极进行吹扫，采用一定流量湿化的还原性气体对燃料电池堆的阴极和阳极同时吹扫；(3)上述吹扫结束后采用氮气对阴极和阳极进行吹扫，设置燃料电池电堆温度50～65℃，将燃料电池堆阴极通入空气、阳极通入氢气，接通负载，连续地增加燃料电池堆的电流密度完成污染消除以及再活化。与现有技术相比，本发明具有消除效果好，成本低等优点。

技术领域

本发明涉及燃料电池，尤其是涉及一种消除燃料电池冷却液污染的方法。

背景技术

质子交换膜燃料电池作为燃料电池发动机的核心部件，维系着整个燃料电池系统的能力输出过程。由于燃料电池能量转化效率高，突破了传统内燃机的效率限制，燃料电池发动机正在成为未来最重要的动力车辆装置的发展方向。膜电极(Membrane ElectrodeAssembly，MEA)与其两侧的双极板组成了燃料电池的基本单元—单体电池，若干这样的单体电池根据实际应用需要组合成为燃料电池电堆以满足不同功率输出。在燃料电池单体内部最重要的部件就是MEA，它可以把燃料中的化学能催化转化为电能。高性能MEA决定了燃料电池的工作能力，可以称为燃料电池的心脏。

燃料电池在工作时除了将燃料中的化学能转变为电能，还有大量的热能释放(热量功率约40～60％)，对于大功率电堆如果这部分热量不能良好排出，将导致严重的安全事故，因此燃料电池必须具有良好的热管理系统，燃料电池系统配有专门的冷却系统。为同时满足燃料电池的低温运行以及热能释放，一般将乙二醇与去离子水混合作为冷却介质，也称为冷却液。然而燃料电池电堆在不当操作或者长期使用过程，燃料电池冷却系统配件(如中冷器)故障，造成冷却液回路中的冷却液进入燃料电池电堆内部产生羧酸根等阴离子，对MEA的铂基催化剂或者质子交换膜造成污染，影响燃料电池电堆性能输出。

中国专利201210090009.7采用空气吹扫、再用水冲洗、再用空气吹扫消除燃料电池内的阴离子、硫酸盐和乙二醇污染物，但是采用水冲洗不能彻底清洗进入电堆内部的乙二醇，且能够让未被污染的MEA也受乙二醇污染；目前关于清理燃料电池电堆中冷却液污染的方法报道还较少，为了不影响电堆的使用，将电堆内部冷却液去除是非常有必要的。对于因燃料电池电堆在不当操作或者长期使用过程冷却系统配件(如中冷器)故障造成冷却液进入燃料电池电堆内部的情况，最彻底的方法为确定受污染的MEA片号，将燃料电池进行拆解，更换受污染MEA及对应双极板进行清理。但是该处理方法存在以下缺点：(1)清洗过程工程量巨大；(2)清洗过程易造成电堆结构件污染或破坏；(3)电堆经过拆解后结构完全破坏，易造成新组装电堆电压一致性变差；(4)MEA等材料及人工浪费。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种在不拆解燃料电池电堆、不破坏燃料电池电堆及MEA结构的情况下消除燃料电池冷却液污染的方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种消除燃料电池冷却液污染的方法，包括以下步骤：

(1)将被冷却液污染的燃料电池堆置于测试台上，设置燃料电池堆工作温度为50～65℃，采用一定流量湿化的氧化性气体对燃料电池阴极和阳极同时吹扫，吹扫气体进气方向与燃料电池堆正常工作相反；

(2)上述吹扫结束后采用氮气对阴极和阳极进行吹扫，以减少氢空界面；采用一定流量湿化的还原性气体对燃料电池堆的阴极和阳极同时吹扫；

(3)上述吹扫结束后采用氮气对阴极和阳极进行吹扫，以减少氢空界面；设置燃料电池电堆温度50～65℃，将燃料电池堆阴极通入空气、阳极通入氢气，接通负载，连续地增加燃料电池堆的电流密度至1000～1500mA/cm²，并在此电流密度下平衡一定时间，直至燃料电池的输出电压不再上升，燃料电池完成污染消除以及再活化。