[发明专利]通过氧气吸附/吸收介质的去除减轻燃料电池启动/关闭退化

权利要求书

1.一种燃料电池系统，其包括：

至少一个燃料电池(110)，每个燃料电池包括阳极和阴极，所述阳极配置为流体接收氢气，并且所述阴极配置为流体接收含有氧气的空气源；

纯化单元，其与所述阳极流体连接；并且，

其中所述纯化单元配置为在被引导到所述阳极之前减少离开所述纯化单元的氧气的量。

2.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其中所述纯化单元含有可再生氧气捕获介质，所述可再生氧气捕获介质配置为吸附和吸收氧气中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其中所述纯化单元是与阳极出口流体连接的氧气清除系统(300)，所述氧气清除系统配置为接收阳极排气(201’)并从所述阳极排气中去除氧气。

4.根据权利要求3所述的燃料电池系统，其中所述纯化单元含有可再生氧气捕获介质，所述可再生氧气捕获介质配置为吸附和吸收氧气中的至少一种。

5.根据权利要求4所述的燃料电池系统，其中所述介质包括除氧催化剂。

6.根据权利要求3所述的燃料电池系统，其中通过用至少含有氢气的流体汽提所述介质来再生所述氧气捕获介质。

7.根据权利要求4所述的燃料电池系统，其中用于再生所述氧气捕获介质的热量由至少一个电加热器提供。

8.根据权利要求3所述的燃料电池系统，其中通过用配置为燃烧氢气的催化加热器元件(55)加热所述介质来再生所述氧气捕获介质。

9.根据权利要求8所述的燃料电池系统，其中所述催化加热元件与所述纯化单元热连通。

10.根据权利要求2所述的燃料电池系统，其中所述氧气捕获介质含有镍、铜、氧化锌和碳中的至少一种。

11.根据权利要求5所述的燃料电池系统，其中所述催化剂含有以下中的至少一个成员：钯、铂、钌、铑、锇、铱、金、银、铼、铁、铬、钴、铜、锰、钨、铌、钛、钽、铅、铟、镉、锡、铋和镓。

12.根据权利要求5所述的燃料电池系统，其中所述选择的催化剂或形成所述催化剂的合金配置为在低至0℃的温度下燃烧氢气。

13.根据权利要求5所述的燃料电池系统，其中所述选择的催化剂或形成所述催化剂的合金配置为在低至-30℃的温度下燃烧氢气。

14.一种在启动和关闭循环期间减少燃料电池退化的方法，所述方法包括：

将来自燃料电池的所述阳极排气流流体连接到含有氧气捕获介质的吸收模块；

在关闭之后以及启动之前和启动期间中的至少一项，通过所述氧气捕获介质去除所述阳极排气流中的氧气；

在启动之前，将所述吸收模块下游的所述阳极排气引导至所述阳极燃料入口；并且，

其中所述下游排气流具有降低的氧气含量。

15.根据权利要求14所述的方法电池系统，其中所述氧气捕获介质是当充分加热时能够再生以释放吸收的氧气的催化剂。

16.根据权利要求14所述的方法电池系统，所述方法进一步包括：

将阳极废气燃烧器热连接到所述氧气捕获介质，所述阳极废气燃烧器配置为向所述介质提供热量；和，

在所述阳极废气燃烧器内燃烧氢气以加热所述介质。

17.根据权利要求16的方法，其中用于燃烧的氢气源包括所述阳极排气流、所述氢燃料源和再循环回路内的再循环氢气中的一种或多种。