公开(公告)号：US20050112418A1

公开(公告)日：2005-05-26

申请号：US10833228

申请日：2004-04-26

申请人： Joy Roberts ,  Jean St-Pierre ,  Marian van der Geest ,  Abderrahmane Atbi ,  Nicholas Fletcher

发明人： Joy Roberts ,  Jean St-Pierre ,  Marian van der Geest ,  Abderrahmane Atbi ,  Nicholas Fletcher

IPC分类号： H01M8/04 ,  H01M8/00

CPC分类号： H01M8/04225 ,  H01M8/04007 ,  H01M8/04029 ,  H01M8/04119 ,  H01M8/04156 ,  H01M8/04223 ,  H01M8/241 ,  H01M8/2457 ,  H01M2300/0082

摘要： An electric power generation system has elements that improve the cold start capability and freeze tolerance of a constituent fuel cell stack cooperate to reduce the amount of water remaining within the passages of the stack. The system includes a purge system that is connectable to the oxidant supply, fuel supply and/or coolant passages upstream of the stack. When the stack is shut down, the stack is disconnected from an external circuit, and purge fluid is transmitted by the purge system through the stack before the stack falls below the freezing point of water. In systems where fuel and/or oxidant streams are humidified prior to entry into the stack, a humidifier bypass system may be provided in place of the purge system. The humidifier bypass system transmits reactant fluid to the stack in fluid isolation from the humidifier, so that the inlet reactant streams are unhumidified.

摘要翻译： 发电系统具有提高组分燃料电池堆的冷启动能力和冷冻公差的元件，其协作以减少堆叠通道内剩余的水量。 该系统包括可连接到堆叠上游的氧化剂供应源，燃料供应源和/或冷却剂通道的净化系统。 当堆叠关闭时，堆叠与外部电路断开连接，并且在堆叠降低到水的冰点之前，净化系统通过堆叠传输净化流体。 在燃料和/或氧化剂流在进入堆叠之前被加湿的系统中，可以提供加湿器旁路系统来代替净化系统。 加湿器旁路系统将反应物流体与加湿器以流体隔离的方式将反应物流体传送到堆叠中，使得入口反应物流不加湿。

公开(公告)号：US06764780B2

公开(公告)日：2004-07-20

申请号：US09822693

申请日：2001-03-30

申请人： Joy Roberts ,  Marian van der Geest ,  Jean St-Pierre ,  David P. Wilkinson ,  Alvin Lee ,  Stephanie Moroz

发明人： Joy Roberts ,  Marian van der Geest ,  Jean St-Pierre ,  David P. Wilkinson ,  Alvin Lee ,  Stephanie Moroz

IPC分类号： H01M804

CPC分类号： H01M8/04302 ,  H01M8/0258 ,  H01M8/0267 ,  H01M8/04089 ,  H01M8/04223 ,  H01M8/04253 ,  H01M8/04268 ,  H01M8/04298 ,  H01M8/04365 ,  H01M8/04552 ,  H01M8/04559 ,  H01M8/04589 ,  H01M8/04701 ,  H01M8/04753 ,  H01M8/0488 ,  H01M8/0491 ,  H01M8/04925 ,  H01M8/0494 ,  H01M8/0662 ,  H01M8/1007 ,  H01M8/241 ,  H01M8/2457 ,  H01M8/2483 ,  H01M2300/0082

摘要： A method and apparatus increase the temperature of a fuel cell via reactant starvation at one or both electrodes. Reactant starvation at an electrode results in increased internal heat generation under load. Starvation conditions can be prolonged or intermittent and can be obtained, for example, by suitably reducing the supply rate of a reactant or by operating the fuel cell at sufficiently high current density so as to consume reactant faster than it is supplied. The method can allow for some generation of useful power by the fuel cell during start-up. The method is particularly suitable for starting up a solid polymer electrolyte fuel cell from temperatures below 0° C.

摘要翻译： 一种方法和装置通过一个或两个电极处的反应物饥饿来增加燃料电池的温度。 电极上的反应物饥饿导致负载下内部发热增加。 饥饿条件可以延长或间歇，并且可以通过例如通过适当地降低反应物的供应速率或通过以足够高的电流密度操作燃料电池来获得，以便比所提供的反应物更快地消耗反应物。 该方法可以允许燃料电池在启动期间产生有用的功率。 该方法特别适用于从低于0℃的温度启动固体聚合物电解质燃料电池。

公开(公告)号：US06472090B1

公开(公告)日：2002-10-29

申请号：US09344763

申请日：1999-06-25

申请人： Kevin Michael Colbow ,  Marian van der Geest ,  Cindy J. Longley ,  Jens Müller ,  Joy Roberts ,  Jean St-Pierre ,  Peter Urban ,  Regina Wezel ,  David P. Wilkinson ,  Jiujun Zhang

发明人： Kevin Michael Colbow ,  Marian van der Geest ,  Cindy J. Longley ,  Jens Müller ,  Joy Roberts ,  Jean St-Pierre ,  Peter Urban ,  Regina Wezel ,  David P. Wilkinson ,  Jiujun Zhang

IPC分类号： H01M804

CPC分类号： H01M8/04753 ,  H01M8/0267 ,  H01M8/04223 ,  H01M8/04679 ,  H01M8/04925 ,  H01M8/241 ,  H01M8/2457 ,  H01M8/2483 ,  H01M2300/0082

摘要： An electrochemical fuel cell is operated with periodic reactant starvation at either or both electrodes. Periodic reactant starvation conditions cause a change in the potential of the starved electrode and may result in the removal of electrocatalyst poisons and in improved fuel cell performance. This technique may have other beneficial effects at the electrodes, including performance improvements due to water management effects or localized heating effects at the starved electrode. In a preferred method, while successive localized portions of a fuel cell electrode are periodically reactant starved, the remainder of the fuel cell electrode remains electrochemically active and saturated with reactant such that the fuel cell is able to continue to generate power.

摘要翻译： 电化学燃料电池在电极中的任一个或两个电极处周期性的反应物饥饿运行。 周期性反应物饥饿条件导致饥饿电极的电位发生变化，并可能导致电催化剂毒物的消除和改进的燃料电池性能。 该技术可能在电极处具有其他有益效果，包括由于在饥饿电极处的水管理效应或局部加热效应引起的性能改善。 在优选的方法中，虽然燃料电池电极的连续局部部分周期性地反应性不足，但燃料电池电极的其余部分保持电化学活性并用反应物饱和，使得燃料电池能够继续发电。

公开(公告)号：US06329089B1

公开(公告)日：2001-12-11

申请号：US09345667

申请日：1999-06-30

申请人： Joy Roberts ,  Marian van der Geest ,  Jean St-Pierre ,  David P. Wilkinson ,  Alvin Lee ,  Stephanie Moroz

发明人： Joy Roberts ,  Marian van der Geest ,  Jean St-Pierre ,  David P. Wilkinson ,  Alvin Lee ,  Stephanie Moroz

IPC分类号： H01M804

CPC分类号： H01M8/04302 ,  H01M8/0258 ,  H01M8/0267 ,  H01M8/04089 ,  H01M8/04223 ,  H01M8/04253 ,  H01M8/04268 ,  H01M8/04298 ,  H01M8/04365 ,  H01M8/04552 ,  H01M8/04559 ,  H01M8/04589 ,  H01M8/04701 ,  H01M8/04753 ,  H01M8/0488 ,  H01M8/0491 ,  H01M8/04925 ,  H01M8/0494 ,  H01M8/0662 ,  H01M8/1007 ,  H01M8/241 ,  H01M8/2457 ,  H01M8/2483 ,  H01M2300/0082

摘要： A method and apparatus increase the temperature of a fuel cell via reactant starvation at one or both electrodes. Reactant starvation at an electrode results in an increased overvoltage at the electrode and hence increased internal heat generation under load. Starvation conditions can be prolonged or intermittent and can be obtained, for example, by suitably reducing the supply rate of a reactant or by operating the fuel cell at sufficiently high current density so as to consume reactant faster than it is supplied. The method can allow for some generation of useful power by the fuel cell during start-up. The method is particularly suitable for starting up a solid polymer electrolyte fuel cell from temperatures below 0° C.

摘要翻译： 一种方法和装置通过一个或两个电极处的反应物饥饿来增加燃料电池的温度。 电极上的反应物饥饿导致电极上的过电压增加，从而增加负载下的内部发热。 饥饿条件可以延长或间歇，并且可以通过例如通过适当地降低反应物的供应速率或通过以足够高的电流密度操作燃料电池来获得，以便比所提供的反应物更快地消耗反应物。 该方法可以允许燃料电池在启动期间产生有用的功率。 该方法特别适用于从低于0℃的温度启动固体聚合物电解质燃料电池。

公开(公告)号：US08597806B2

公开(公告)日：2013-12-03

申请号：US11627333

申请日：2007-01-25

申请人： Joy Roberts ,  Joerg Zimmermann ,  Jeremy Schrooten

发明人： Joy Roberts ,  Joerg Zimmermann ,  Jeremy Schrooten

IPC分类号： H01M8/00

CPC分类号： H01M8/04089 ,  H01M8/04104 ,  H01M8/04201 ,  H01M8/04231 ,  H01M8/065 ,  H01M8/241 ,  H01M8/2418 ,  Y02E60/50

摘要： A method for operating a passive, air-breathing fuel cell system is described. In one embodiment, the system comprises one or more fuel cells, and a closed fuel plenum connected to a fuel supply. In some embodiments of the method, the fuel cell cathodes are exposed to ambient air, and the fuel is supplied to the anodes via the fuel plenum at a pressure greater than that of the ambient air.

摘要翻译： 描述了一种用于操作被动式呼吸空气燃料电池系统的方法。 在一个实施例中，系统包括一个或多个燃料电池和连接到燃料供应的封闭的燃料增压室。 在该方法的一些实施例中，燃料电池阴极暴露于环境空气中，并且燃料通过燃料压力室以比环境空气大的压力被供应到阳极。

公开(公告)号：US20130017471A1

公开(公告)日：2013-01-17

申请号：US13518435

申请日：2010-12-22

申请人： Herwig Haas ,  Joy Roberts ,  Francine Berretta ,  Amy Shun-Wen Yang ,  Yvonne Hsieh ,  Guy Pepin ,  Andrew Leow ,  Richard Fellows ,  Nicolae Barsan

发明人： Herwig Haas ,  Joy Roberts ,  Francine Berretta ,  Amy Shun-Wen Yang ,  Yvonne Hsieh ,  Guy Pepin ,  Andrew Leow ,  Richard Fellows ,  Nicolae Barsan

IPC分类号： H01M8/10 ,  H01M8/00

CPC分类号： H01M4/9016 ,  H01M4/8657 ,  H01M4/8663 ,  H01M4/8825 ,  H01M4/8875 ,  H01M4/92 ,  H01M8/0206 ,  H01M8/0228 ,  H01M8/0232 ,  H01M8/0245 ,  H01M8/1004 ,  Y10T29/49115

摘要： To reduce degradation of a solid polymer fuel cell during startup and shutdown, a selectively conducting component is incorporated in electrical series with the anode components in the fuel cell. The component is characterized by a low electrical resistance in the presence of hydrogen or fuel and a high resistance in the presence of air. High cathode potentials can be prevented by integrating such a component into the fuel cell. A suitable selectively conducting component can comprise a layer of selectively conducting material, such as a metal oxide.

摘要翻译： 为了减少启动和关闭期间固体聚合物燃料电池的劣化，选择性导电组分与燃料电池中的阳极组件电串联并入。 该组分的特征在于在氢气或燃料存在下的低电阻，并且在空气存在下具有高电阻。 可以通过将这样的组分集成到燃料电池中来防止高阴极电位。 合适的选择性导电组分可以包括选择性导电材料层，例如金属氧化物。

公开(公告)号：US20050175875A1

公开(公告)日：2005-08-11

申请号：US10936461

申请日：2004-09-08

申请人： Amy Nelson ,  Bruce Lin ,  Joy Roberts ,  Uwe Limbeck ,  Craig Louie ,  Peter Bach

发明人： Amy Nelson ,  Bruce Lin ,  Joy Roberts ,  Uwe Limbeck ,  Craig Louie ,  Peter Bach

IPC分类号： H01M8/04

CPC分类号： H01M8/04029 ,  H01M8/04223 ,  H01M8/04225 ,  H01M8/04302 ,  H01M2300/0082

摘要： Improvements in startup time for an electrochemical fuel cell system from freezing and sub-freezing temperatures may be observed by minimizing the coolant volume in the coolant subsystem. In particular, this may be accomplished by having a two pump—dual loop cooling subsystem. During startup, one pump directs coolant through a startup coolant loop and after either the fuel cell stack or the coolant temperature reaches a predetermined threshold value, coolant from a main or standard coolant loop is then directed to the fuel cell stack. In an embodiment, coolant from the standard loop mixes with coolant in the startup loop after the predetermined threshold temperature is reached.

公开(公告)号：US08580448B2

公开(公告)日：2013-11-12

申请号：US13165049

申请日：2011-06-21

申请人： Herwig Haas ,  Francine Berretta ,  Yvonne Hsieh ,  Guy Pepin ,  Joy Roberts ,  Amy Shun-Wen Yang

发明人： Herwig Haas ,  Francine Berretta ,  Yvonne Hsieh ,  Guy Pepin ,  Joy Roberts ,  Amy Shun-Wen Yang

IPC分类号： H01M8/04

CPC分类号： H01M8/04955 ,  H01M8/04223 ,  H01M8/04225 ,  H01M8/04228 ,  H01M8/04231 ,  H01M8/04302 ,  H01M8/04303 ,  H01M2008/1095

摘要： By incorporating a selectively conducting component in electrical series with the anode components in a solid polymer fuel cell, degradation during startup and shutdown can be reduced. As a result, the startup and shutdown procedures can be simplified and consequently certain system apparatus may be omitted. The anode does not need to be rapidly purged with hydrogen on startup or with air on shutdown. Additionally, the auxiliary load usually employed during such purging is not required.

摘要翻译： 通过将固体聚合物燃料电池中的阳极组分与电串联的选择性导电组分并入，可以降低启动和停机期间的劣化。 结果，可以简化启动和关闭过程，因此可以省略某些系统装置。 阳极不需要在启动时或在关闭时用空气迅速地用氢气吹扫。 此外，不需要在这种清洗期间通常使用的辅助负载。

公开(公告)号：US20120328967A1

公开(公告)日：2012-12-27

申请号：US13165049

申请日：2011-06-21

申请人： Herwig Haas ,  Francine Berretta ,  Yvonne Hsieh ,  Guy Pepin ,  Joy Roberts ,  Amy Shun-Wen Yang

发明人： Herwig Haas ,  Francine Berretta ,  Yvonne Hsieh ,  Guy Pepin ,  Joy Roberts ,  Amy Shun-Wen Yang

IPC分类号： H01M8/04 ,  H01M8/24 ,  H01M8/10

CPC分类号： H01M8/04955 ,  H01M8/04223 ,  H01M8/04225 ,  H01M8/04228 ,  H01M8/04231 ,  H01M8/04302 ,  H01M8/04303 ,  H01M2008/1095

摘要： By incorporating a selectively conducting component in electrical series with the anode components in a solid polymer fuel cell, degradation during startup and shutdown can be reduced. As a result, the startup and shutdown procedures can be simplified and consequently certain system apparatus may be omitted. The anode does not need to be rapidly purged with hydrogen on startup or with air on shutdown. Additionally, the auxiliary load usually employed during such purging is not required.

摘要翻译： 通过将固体聚合物燃料电池中的阳极组分与电串联的选择性导电组分并入，可以降低启动和停机期间的劣化。 结果，可以简化启动和关闭过程，因此可以省略某些系统装置。 阳极不需要在启动时或在关闭时用空气迅速地用氢气吹扫。 此外，不需要在这种清洗期间通常使用的辅助负载。

公开(公告)号：US20130236807A1

公开(公告)日：2013-09-12

申请号：US13417812

申请日：2012-03-12

申请人： Herwig Haas ,  Joy Roberts ,  Francine Berretta ,  Amy Shun-Wen Yang

发明人： Herwig Haas ,  Joy Roberts ,  Francine Berretta ,  Amy Shun-Wen Yang

IPC分类号： H01M8/10 ,  H01M4/92 ,  H01M4/96 ,  H01M8/04

CPC分类号： H01M4/8673 ,  B60L50/72 ,  B60L58/31 ,  H01M4/921 ,  H01M4/926 ,  H01M2008/1095 ,  Y02T90/34

摘要： The degradation associated with repeated startup and shutdown of solid polymer electrolyte fuel cells comprising PtCo alloy cathode catalysts can be particularly poor. However, a marked and unexpected improvement in durability is observed as a result of incorporating a selectively conducting component in electrical series with the anode components in the fuel cell.

摘要翻译： 与包含PtCo合金阴极催化剂的固体聚合物电解质燃料电池的反复启动和关闭相关的劣化可能特别差。 然而，作为将选择性导电组分与燃料电池中的阳极组分电连接的结果，观察到耐久性有明显的和意想不到的改善。