[发明专利]一种氢空质子交换膜燃料电池无增湿条件启动及运行方法

权利要求书

1.一种氢空质子交换膜燃料电池无增湿条件启动及运行方法，其特征在于：燃料电池由1节以上电路并连的单电池构成，燃料电池的进气方式采用逆流方式进气；按照当前燃料电池设定输出电流密度i给定燃料电池的反应气流量，氢气计量比为：1-1.2，空气计量比为1.5-2.0；

启动时，首先，以电流密度I进行燃料电池的能量输出，直至电压不再向下波动后，按预先设定提高燃料电池的输出电流密度至I+I₀，再等到电压不再向下波动后，再次按预先设定提高燃料电池的输出电流密度至I+I₀+I₁，再等到电压不再向下波动后，重复提高输出电流密度和电压不再向下波动的过程n次，此时输出电流密度为I+I₀+I₁……+I_n；n为大于等于2的整数；I为5-50 mA·cm^-2，I₀、I₁……和I_n为5-50 mA·cm^-2；I+I₀+I₁……+I_n为150-300mA·cm^-2；此时阴极侧生成的水使得燃料电池质子交换膜阴极侧处于润湿状态，同时部分液态水在膜两侧水浓度梯度的作用下由阴极侧反扩散至阳极侧，避免了膜在干气状态下的脱水问题；

电池电压达到稳态，视为燃料电池启动完成；然后，提高燃料电池的输出电流密度至设定的工作电流密度，保持燃料电池在工作电流密度稳定运行。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：工作电流密度为500-1500mA·cm^-2。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：逆流方式进气就指燃料气和氧化剂于每节单电池的阳极侧和阴极侧的气体流动方向相反。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：提高燃料电池的输出电流密度的同时增加进气流量，控制电池运行温度处于40℃～80℃。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的质子交换膜厚度≤25um。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述的进气流量由质量流量控制器控制。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述等到电压不再向下波动是指燃料电池的输出电压不再向下波动，此时还应保证燃料电池中的所有单电池的电压高于0.5V，否则应继续等待，直至燃料电池中的所有单电池的电压均高于0.5V，然后再进行后续操作。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：电池运行过程中的操作温度：40℃～80℃，由燃料电池循环冷却系统控制。