[发明专利]用于执行自动激活和性能评估的燃料电池堆的激活装置

说明书

一种燃料电池堆的激活装置包括输出线缆连接单元，该输出线缆连接单元安装在框架上并且将电负载系统的正输出线缆连接至燃料电池堆的一侧处的正输出端子。流体供应管道连接单元安装在框架上，以相对于燃料电池堆的另一侧前后往复运动，流体供应管道连接单元将电负载系统的负输出线缆连接至燃料电池堆的所述另一侧处的负输出端子，并且将流体供应系统的流体供应管道连接至燃料电池堆的歧管。

相关申请的交叉引证

本申请要求于2014年12月8日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2014-0175100的优先权权益，通过引证将该专利申请的全部内容结合于本文中。

技术领域

本公开涉及一种用于激活燃料电池堆的系统，并且更特别地，涉及这样一种燃料电池堆的激活装置，该激活装置能够实现燃料电池堆的自动激活和性能评估。

背景技术

燃料电池包括在燃料与氧化剂之间引起电化学反应的电极、传输由反应产生的质子的聚合物电解质膜、以及支撑电极和聚合物电解质膜的隔离件。

通常将聚合物电解质燃料电池用作车辆的燃料电池，这是因为其效率高、电流和输出密度高并且起动时间短。此外，聚合物电解质燃料电池不会腐蚀，并且无需调节电解质，这是因为与其他类型的燃料电池相比，聚合物电解质燃料电池使用聚合物电解质。

此外，由于聚合物电解质燃料电池是除了纯水之外不产生废气排放的环境友好型能源，因而已在该领域进行了大量研究。

这样的电解质燃料电池可通过包括氢的燃料与诸如空气的氧化剂之间的电化学反应而产生电能，且同时产生水和热。

换言之，在电解质燃料电池中，燃料在阳极电极的催化剂中分解成氢离子和电子，并且氢离子穿过聚合物电解质膜到达阴极，使得通过氧化剂与从外部引线注入的电子的结合而产生电能和水。

在用于车辆的燃料电池中，单独的单元电池堆叠起来以获得所需电势，并且单元电池的堆叠结构被称为堆。

通过将氢离子载体与催化剂混合形成燃料电池的电极，并且在制造燃料电池之后的初始操作中电化学反应的活性可能会降低，这是因为传输端被阻塞并且载体可能无法到达催化剂。此外，形成三相界面的氢离子载体在初始操作中不易水解，并且难以保证氢离子和电子的连续迁移。

因此，在组装膜-电极组件与堆之后执行燃料电池堆的激活和性能评估，以保证燃料电池的性能，该膜-电极组件包括电极、聚合物电极膜，该堆为用于产生电的包括隔离件的燃料电池的组件。

通过使包含在聚合物电解质膜和电极中的电解质充分水解，激活和性能评估去除在膜-电极组件和堆的制造过程中流动的残留杂质，激活未参与反应的位点，确保反应物移动至催化剂的通路，并且确保氢离子通路。

上述燃料电池堆的激活已应用于相关领域的各种方法中。激活的主要方法是在预定电压下操作所述堆一长时间段的同时，检测燃料电池的电压。

因此，根据相关领域的用于激活燃料电池堆的系统可通过以下方式执行燃料电池堆的激活以及评估：在制造了分层布置有多个燃料电池的堆之后将燃料和氧化剂供应到电池堆中，并且在将燃料电池产生的电能施加至电负载装置的同时监控燃料电池的电压。

在燃料电池堆激活和性能评估过程中，电压测量系统的连接器连接至从每个燃料电池突出的端子。与电负载装置连接的输出缆线在堆的两侧连接至输出端子，并且用于供应流体(例如氢气、空气和冷却剂)的流体供应管道连接至堆的歧管。

在将电压测量系统的连接器连接至从堆的每个燃料电池突出的端子的过程中，手动连接连接器和每个燃料电池的端子。因此，在相关领域中，电压测量系统的连接器被手动连接至堆的端子，从而降低了可操作性(workability)。此外，连接连接器与端子的整体过程需要长的时间，并且在连接端子时可能发生堆损坏。