Способ запуска низкотемпературной батареи топливных элементов

 

(19)SU(11)511772(13)A1(51)  МПК ⁶    _H01M8/08(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯк авторскому свидетельствуСтатус: по данным на 07.12.2012 - прекратил действиеПошлина:

(54) СПОСОБ ЗАПУСКА НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЙ БАТАРЕИ ТОПЛИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

Изобретение касается химических источников тока и способа запуска низкотемпературной батареи топливных элементов с газообразными реагентами и водным раствором электролита. Известен способ запуска низкотемпературной батареи топливных элементов, включающий заправку электролитом, подачу рабочих газов, разогрев электролита и включение нагрузки. Однако в этом способе необходимо наличие инертного газа, использование операции замещения инертного газа на рабочий, часть ресурса работы батареи расходуется на разогрев, а процесс запуска происходит в течение значительного времени, так время выхода батареи на тепловой режим с рабочей температурой 87^оС составляет 4 ч. Кроме того, разогрев батареи после подачи газов приводит к увеличению диффузии газов в электролит и к адсорбции газов на электродах, что вызывает непроизводительные затраты времени и энергии на удаление инертных примесей в газах или дожигание диффузионно натекающих рабочих реагентов. Цель изобретения - сокращение времени подготовки батареи к работе, упрощение процесса вывода батареи на заданную нагрузку, значительное уменьшение натекания газов в электролит и, как следствие, повышение эффективности процесса запуска батареи топливных элементов. Для этого по предлагаемому способу разогрев электролита до рабочей температуры осуществляют сразу же после заправки его в батарею путем подключения источника переменного тока к шинам силовой цепи батареи, и после разогрева электролита и его дегазации отключают внешний источник, подают в батарею одновременно оба рабочих газа, которыми вытесняют электролит из газовых полостей и включают номинальную нагрузку. Для разогрева электролита используют внешний источник тока с напряжением U≅ 1 В˙n, где n - число последовательно соединенных топливных элементов. По предлагаемому способу осуществляется ускоренный разогрев батареи до рабочей температуры за счет тепла, выделяющегося в самом электролите и на электродах, т. е. непосредственно в зоне электрохимической реакции. Так, время выхода батареи на тепловой режим с рабочей температурой 87^оС составляет 0,2 ч. При этом последовательно осуществляется дегазация электролита, вынос адсорбированных на электродах инертных примесей (при передавливании электролита из газовых полостей в электролитные), уменьшение диффузии газа в электролит, резкое сокращение времени вывода батареи на заданный режим нагрузки и, вследствие этого, повышение эффективности процесса запуска. П р и м е р. Газовые и электролитные полости всех топливных элементов вакуумируют до 1,10^-2 мм рт.ст и заправляют электролитом. После этого к выходным силовым клеммам подсоединяют внешний источник переменного тока напряжением 9 В от сети 220 В через стандартный автотрансформатор. Через 10 мин температура электролита достигает рабочего уровня. Внешний источник питания отсоединяют, а в газовые полости топливных элементов одновременно подают рабочие газы, которыми электролит из газовых полостей передавливают в электролитные. Избыток электролита, выходящий из электролитных полостей топливных элементов, сливают. После продувки газовых полостей от остатков электролита к выходным клеммам подсоединяют номинальную нагрузку.

Формула изобретения

СПОСОБ ЗАПУСКА НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЙ БАТАРЕИ ТОПЛИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ, включающий заправку электролитом, подачу рабочих газов, разогрев электролита и включение нагрузки, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности, указанный разогрев осуществляют после заправки батареи электролитом путем подключения внешнего источника переменного тока к силовым клеммам батареи с последующим его отключением, а нагрузку берут номинальную.