[发明专利]燃料电池系统及其操作状态启动过渡方法及关闭过渡方法

摘要

燃料电池系统及其操作状态启动过渡方法及关闭过渡方法。该启动过渡方法包括：利用针对燃料电池(103)的预定义第一和第二温度极限，指定在第一极限以下的电池的低温操作状态；在第一极限以上和第二极限以下的电池的过渡温度范围；以及在第二温度极限以上的电池的中间温度操作状态，在该中间温度操作状态下，排除阳极处的自由氧，使系统中的电池的温度达到过渡温度范围，以及通过在过渡温度范围内将原料的空气燃料比λ调节为0.55以上并且基于中间温度范围内的温度信息控制原料的λ，并且在负载(131)被施加于燃料电池(103)时进一步减小原料的λ，以基于预定义的依赖于温度的边界值控制电池的阳极侧处的流体的氧碳比。

主权项

1.一种燃料电池系统操作状态的启动过渡方法，在该系统中各燃料电池包括阳极侧(100)、阴极侧(102)以及在所述阳极侧与所述阴极侧之间的电解质(104)，并且在该启动过渡方法中，在包含至少燃料电池阳极和在所述燃料电池上游的催化元件(120)在内的再循环回路中执行再循环，该启动过渡方法特征在于：在所述启动过渡方法中执行：‑利用针对所述燃料电池(103)的预定义的第一温度极限和第二温度极限，指定在所述第一温度极限以下的电池的低温操作状态，在该低温操作状态下，排除所述电池处碳质物质的存在；在所述第一温度极限以上和所述第二温度极限以下的电池的过渡温度范围，在该过渡温度范围内，发起在与空气的混合物中、结合以超过70％的再循环速率再循环的阳极尾气、到所述燃料电池系统的燃料流供应，所述再循环至少部分由喷射器促进的复压操作支持；以及在所述第二温度极限以上的所述电池的中间温度操作状态，在该中间温度操作状态下，排除所述阳极处的自由氧，‑使所述系统中的所述电池的温度达到过渡温度范围，以促进在所述低温操作状态与所述中间温度操作状态之间通过所述过渡温度范围的过渡，‑每当燃料被供给时促进并保护在所述催化元件处所供给的燃料与自由氧之间的反应，以及‑通过在过渡温度范围内将原料的空气燃料比λ调节为0.55以上、基于所述中间温度范围内的温度信息控制所述原料的所述λ、并且在负载(131)被施加于所述燃料电池(103)时进一步减小所述原料的λ以补偿穿过所述电池到所述电池的所述阳极侧的氧流入并控制燃料利用，来基于预定义的依赖于温度的边界值控制电池的所述阳极侧处的流体的氧碳比。