公开(公告)号：US08142950B2

公开(公告)日：2012-03-27

申请号：US12387515

申请日：2009-05-04

申请人： Carl A. Reiser ,  Venkateshwarlu Yadha ,  Matthew P. Wilson

发明人： Carl A. Reiser ,  Venkateshwarlu Yadha ,  Matthew P. Wilson

IPC分类号： H01M2/38 ,  H01M8/04

CPC分类号： H01M8/04455 ,  H01M8/04097 ,  H01M8/04201 ,  H01M8/04223 ,  H01M8/04228 ,  H01M8/04231 ,  H01M8/04447 ,  H01M8/04552 ,  H01M8/04753 ,  H01M8/04798 ,  H01M2008/1095

摘要： The invention is a hydrogen passivation shut down system for a fuel cell power plant (10, 200). During shut down of the plant (10, 200), hydrogen fuel is permitted to transfer between an anode flow path (24, 24′) and a cathode flow path (38, 38′). A controlled-oxidant flow device (209) near an oxygen source (58′) permits a minimal amount of atmospheric oxygen to enter the power plant (200) during shut down to equalize pressure between ambient atmosphere and the flow paths (24′, 28′) and to keep limited atmospheric oxygen entering the power plant (200) through the device (209) as far as possible from fuel cell flow fields (28′, 42′). A non-leaking hydrogen inlet valve (202), a non-leaking cathode exhaust valve (208), and a combined oxidant and fuel exhaust line (206) also minimize penetration of oxygen into the shut down power plant (200).

摘要翻译： 本发明是用于燃料电池发电厂（10,200）的氢钝化关闭系统。 在工厂（10,200）关闭期间，允许氢燃料在阳极流动路径（24,24'）和阴极流动路径（38,38'）之间传递。 在氧源（58'）附近的受控氧化剂流动装置（209）允许最少量的大气氧在关闭期间进入发电厂（200），以使环境大气和流动路径（24'，28）之间的压力相等 '）并且尽可能远离燃料电池流场（28'，42'），通过装置（209）将有限的大气氧气进入发电厂（200）。 不泄漏的氢气入口阀（202），不泄漏的阴极排气阀（208）和组合的氧化剂和燃料排放管线（206）还使氧气进入关闭发电厂（200）的渗透最小化。

公开(公告)号：US20120003560A1

公开(公告)日：2012-01-05

申请号：US13256290

申请日：2009-03-18

申请人： Jeremy P. Meyers ,  Michael L. Perry ,  Carl A. Reiser ,  Ned E. Cipollini ,  Wayde R. Schmidt ,  Gopal R. Krishnan ,  John A. Trela ,  Robert M. Darling

发明人： Jeremy P. Meyers ,  Michael L. Perry ,  Carl A. Reiser ,  Ned E. Cipollini ,  Wayde R. Schmidt ,  Gopal R. Krishnan ,  John A. Trela ,  Robert M. Darling

IPC分类号： H01M8/04 ,  H01M2/08

CPC分类号： H01M8/023 ,  H01M8/04276

摘要： A fuel cell includes an electrode assembly having an electrolyte between a cathode catalyst and an anode catalyst, and a flow field plate having a channel for delivering a reactant gas to the electrode assembly. The flow field plate includes a channel having a channel inlet. A porous diffusion layer is located between the electrode assembly and the flow field plate. The porous diffusion layer includes a first region near the channel inlet and a second region downstream from the first region relative to the channel inlet. The first region includes a filler material that partially blocks pores of the first region such that the first region has a first porosity and the second region has a second porosity that is greater than the first porosity.

摘要翻译： 燃料电池包括在阴极催化剂和阳极催化剂之间具有电解质的电极组件和具有用于将反应气体输送到电极组件的通道的流场板。 流场板包括具有通道入口的通道。 多孔扩散层位于电极组件和流场板之间。 多孔扩散层包括在通道入口附近的第一区域和相对于通道入口从第一区域下游的第二区域。 第一区域包括填充材料，其部分地阻挡第一区域的孔，使得第一区域具有第一孔隙度，并且第二区域具有大于第一孔隙率的第二孔隙率。

公开(公告)号：US20110171547A1

公开(公告)日：2011-07-14

申请号：US12998152

申请日：2008-10-03

申请人： Matthew P. Wilson ,  Venkateshwarlu Yadha ,  Carl A. Reiser

发明人： Matthew P. Wilson ,  Venkateshwarlu Yadha ,  Carl A. Reiser

IPC分类号： H01M8/04

CPC分类号： H01M8/04626 ,  H01M8/04552 ,  H01M8/04753 ,  H01M8/04761 ,  H01M8/04873 ,  H01M8/04947 ,  H01M2250/20 ,  Y02E60/50 ,  Y02T10/92 ,  Y02T90/32

摘要： A fuel cell power plant (5) includes a stack (6) of fuel cells, each of which have an anode (9), a cathode (10), and a PEM (11) disposed between the anode and the cathode. A controller (17) recognizes an indication (67) of no load demand (68) by a load (59), to operate (45) an air recycle loop (44-46) utilizing the process air blower (35) and transfer the power output (57) of the stack from the load (59) to an auxiliary load (60), comprising a resistance which will consume a predetermined small amount of power in response to the current applied thereto, when the stack operates at a critical voltage above which fuel cell corrosion is unacceptable. Fuel and air will also be reduced (16, 40). The controller may cause increased cathode recycle when the critical voltage is reached and increased air when the voltage is a fraction of a volt below the critical voltage.

摘要翻译： 燃料电池发电厂（5）包括燃料电池堆（6），每个燃料电池单元具有设置在阳极和阴极之间的阳极（9），阴极（10）和PEM（11）。 控制器（17）通过负载（59）识别空载需求指示（67），利用处理空气鼓风机（35）操作（45）空气循环回路（44-46），并将 堆叠从负载（59）到辅助负载（60）的功率输出（57），包括响应于施加到其上的电流将消耗预定的小量功率的电阻，当堆栈以临界电压 以上燃料电池腐蚀是不可接受的。 燃料和空气也将减少（16，40）。 当达到临界电压时，控制器可能导致增加的阴极再循环，当电压是低于临界电压的伏特的一小部分时，空气增加。

公开(公告)号：US07972745B2

公开(公告)日：2011-07-05

申请号：US12799386

申请日：2010-04-23

申请人： Robert Darling ,  Carl A. Reiser ,  William J. Bajorek

发明人： Robert Darling ,  Carl A. Reiser ,  William J. Bajorek

IPC分类号： H01M2/08

CPC分类号： H01M8/04029 ,  H01M8/04059 ,  H01M8/04067 ,  H01M8/0662

摘要： A polymer electrolyte membrane (PEM) fuel cell power plant is cooled evaporatively by a non-circulating pressurized water coolant system. The coolant system utilizes a hydrophobic porous plug for bleeding air from the coolant water while maintaining coolant back pressure in a coolant flow field of the system. Furthermore, there is a first method for identifying appropriate parameters of the hydrophobic porous plug for use with a known particular coolant system; and a second method for determining proper operating conditions for a fuel cell water coolant system which can operate with a hydrophobic porous plug closure having known physical parameters.

摘要翻译： 聚合物电解质膜（PEM）燃料电池发电厂通过非循环加压水冷却剂系统蒸发冷却。 冷却剂系统使用疏水性多孔塞，用于从冷却水中排出空气，同时保持系统的冷却剂流场中的冷却剂背压。 此外，存在用于识别用于已知特定冷却剂系统的疏水性多孔塞的适当参数的第一种方法; 以及用于确定燃料电池水冷却剂系统的适当操作条件的第二种方法，所述燃料电池水冷却剂系统可以用具有已知物理参数的疏水性多孔塞子封闭

公开(公告)号：US20110104582A1

公开(公告)日：2011-05-05

申请号：US12734636

申请日：2008-12-11

申请人： Timothy W. Patterson, JR. ,  Gennady Resnick ,  Ryan J. Balliet ,  Nikunj Gupta ,  Cynthia A. York ,  Carl A. Reiser ,  Robert M. Darling ,  Jesse M. Marzullo ,  Jeremy P. Meyers

发明人： Timothy W. Patterson, JR. ,  Gennady Resnick ,  Ryan J. Balliet ,  Nikunj Gupta ,  Cynthia A. York ,  Carl A. Reiser ,  Robert M. Darling ,  Jesse M. Marzullo ,  Jeremy P. Meyers

IPC分类号： H01M8/04 ,  H01M8/24

CPC分类号： H01M8/04253 ,  H01M8/023 ,  H01M8/04149 ,  H01M8/04171 ,  H01M8/04225 ,  H01M8/04291 ,  H01M8/04303 ,  H01M8/241

摘要： A fuel cell stack (31) includes a plurality of fuel cells (9) each having an electrolyte such as a PEM (10), anode and cathode catalyst layers (13, 14), anode and cathode gas diffusion layers (16, 17), and water transport plates (21, 28) adjacent the gas diffusion layers. The cathode diffusion layer of cells near the cathode end (36) of the stack have a high water permeability, such as greater than 3×10−4 g/(Pa s m) at about 80° C. and about 1 atmosphere, whereas the cathode gas diffusion layer in cells near the anode end (35) have water vapor permeance greater than 3×10−4 g/(Pa s m) at about 80° C. and about 1 atmosphere. In one embodiment, the anode gas diffusion layer of cells near the anode end (35) of the stack have a higher liquid water permeability than the anode gas diffusion layer in cells near the cathode end; a second embodiment reverses that relationship.

摘要翻译： 燃料电池堆（31）包括多个具有诸如PEM（10），阳极和阴极催化剂层（13,14），阳极和阴极气体扩散层（16,17）的电解质的燃料电池（9） 和与气体扩散层相邻的水输送板（21,28）。 在堆叠的阴极端（36）附近的电池的阴极扩散层在约80℃和约1个大气压下具有高的透水性，例如大于3×10-4g /（Pa·sm），而 在阳极端（35）附近的电池中的阴极气体扩散层在约80℃和约1个大气压下具有大于3×10-4g /（Pa·sm）的水蒸汽渗透性。 在一个实施例中，在堆叠的阳极端（35）附近的电池的阳极气体扩散层在靠近阴极端的电池中具有比阳极气体扩散层更高的液体水渗透性; 第二个实施例反转了这种关系。

公开(公告)号：US07875397B2

公开(公告)日：2011-01-25

申请号：US10736945

申请日：2003-12-15

申请人： James R. Geschwindt ,  Robin J. Guthrie ,  George S. Hirko, Jr. ,  Jeremy P. Meyers ,  Carl A. Reiser ,  Javier Resto ,  Yu Wang ,  John H. Whiton ,  Leslie L. Van Dine ,  Elizabeth A. Allen ,  Deliang Yang

发明人： James R. Geschwindt ,  Robin J. Guthrie ,  George S. Hirko, Jr. ,  Jeremy P. Meyers ,  Carl A. Reiser ,  Javier Resto ,  Yu Wang ,  John H. Whiton ,  Leslie L. Van Dine ,  Elizabeth A. Allen ,  Deliang Yang

IPC分类号： H01M8/06 ,  H01M8/04

CPC分类号： H01M8/04231 ,  H01M8/0247 ,  H01M8/0258 ,  H01M8/04097 ,  H01M8/241 ,  H01M8/2465 ,  H01M8/2483 ,  H01M8/2484

摘要： An inlet fuel distributor (10-10d) has a permeable baffle (39, 54, 54a, 60) between a fuel supply pipe (11, 83) and a fuel inlet manifold (12, 53, 53a, 63) causing fuel to be uniformly distributed along the length of the fuel inlet manifold. A surface (53, 68) may cause impinging fuel to turn and flow substantially omnidirectionally improving its uniformity. Recycle fuel may be provided (25, 71) into the flow downstream of the fuel inlet distributor. During startup, fuel or inert gas within the inlet fuel distributor and the fuel inlet manifold may be vented through an exhaust valve (57, 86) in response to a controller (58, 79) so as to present a uniform fuel front to the inlets of the fuel flow fields (58).

摘要翻译： 入口燃料分配器（10-10d）在燃料供应管（11,83）和燃料入口歧管（12,53,53a，63）之间具有导致燃料的可渗透挡板（39,54,54a，60） 沿着燃料入口歧管的长度均匀分布。 表面（53,68）可以使撞击的燃料转动并基本上全向流动地改善其均匀性。 可以向燃料入口分配器下游的流中提供循环燃料（25,71）。 在启动期间，入口燃料分配器和燃料入口歧管内的燃料或惰性气体可以响应于控制器（58,79）而通过排气阀（57,86）排出，以便向入口提供均匀的燃料前端 的燃料流场（58）。

公开(公告)号：US07807302B2

公开(公告)日：2010-10-05

申请号：US10765737

申请日：2004-01-27

申请人： Carl A. Reiser

发明人： Carl A. Reiser

IPC分类号： H01M8/04

CPC分类号： H01M8/04231

摘要： The direction of flow of purged fuel reactant gas (20) is sensed (38, 39, 44, 53, 54) to ensure it flows outwardly from a fuel cell stack (9) towards the ambient (21). If the purged fuel reactant. gas is not flowing outwardly, a signal (39) causes a controller (26) to open the circuit (35) thereby disconnecting the electrical load (33) from the fuel cell stack.

摘要翻译： 检测清除的燃料反应物气体（20）的流动方向（38,39,44,53,54），以确保其从燃料电池堆（9）向外流向环境（21）。 如果被清除的燃料反应物。 气体不向外流动，信号（39）使控制器（26）打开电路（35），从而将电负载（33）与燃料电池堆断开。

公开(公告)号：US07732073B2

公开(公告)日：2010-06-08

申请号：US10838816

申请日：2004-05-04

申请人： Carl A. Reiser

发明人： Carl A. Reiser

IPC分类号： H01M8/04

CPC分类号： H01M8/249 ,  H01M8/04089 ,  H01M8/04097 ,  H01M8/04104 ,  H01M8/04231 ,  H01M8/0681 ,  H01M2250/20 ,  Y02T90/32

摘要： Recycle fuel gas is provided (36) to an impeller (34, 34a) for application to the input (24) of the anode flow fields of a fuel cell stack (25). The impeller may be an ejector (34) having its primary input (33) connected to a source (11) of hydrogen and its secondary input (35) connected to the outlet (27, 37) of the fuel cells anode flow fields. The ejector outlet provides the minimum fuel flow required at the lowest power rating. The impeller may be an electrochemical hydrogen pump (34a) with a constant current generator (50) providing for a substantially constant recycle flow (the highest not more than double the lowest), and one pressure regulator (20) providing minimum flow of fresh fuel to the fuel inlets of the first stack. Pressure regulators (20, 21) control the amount of fresh fuel to the anode flow fields for power in excess of minimum power.

摘要翻译： 向燃料电池堆（25）的阳极流场的输入端（24）施加循环燃料气体（36）到叶轮（34,34a）。 叶轮可以是喷射器（34），其喷射器（34）的主要输入端（33）连接到氢气源（11），其次级输入（35）连接到燃料电池阳极流场的出口（27,37）。 喷射器出口提供最低额定功率所需的最小燃油流量。 叶轮可以是具有恒定电流发生器（50）的电化学氢泵（34a），其提供基本恒定的循环流量（最高不超过最低值的两倍），以及一个压力调节器（20），其提供最小的新鲜燃料流 到第一堆的燃料入口。 压力调节器（20,21）控制阳极流场的新鲜燃料量超过最小功率的功率。

公开(公告)号：US20100047631A1

公开(公告)日：2010-02-25

申请号：US12444622

申请日：2006-10-24

申请人： Thomas H. Madden ,  Sergei F. Burlatsky ,  Carl A. Reiser

发明人： Thomas H. Madden ,  Sergei F. Burlatsky ,  Carl A. Reiser

IPC分类号： H01M4/92 ,  H01M8/10

CPC分类号： H01M4/92 ,  H01M4/921 ,  H01M4/926 ,  H01M8/0289 ,  H01M8/04197 ,  H01M8/1004

摘要： A membrane electrode assembly includes an anode; a cathode; a membrane disposed between the anode and the cathode; and a protective layer positioned between the membrane and the cathode, the protective layer having a first side and a second side and being adapted to restrict migration of oxygen at the first side and to restrict the migration of hydrogen at the second side and thereby maintain a plane of potential change between the anode and the cathode within the protective layer.

摘要翻译： 膜电极组件包括阳极; 阴极 设置在阳极和阴极之间的膜; 以及位于所述膜与所述阴极之间的保护层，所述保护层具有第一侧和第二侧，并且适于限制所述第一侧的氧的迁移并限制所述第二侧的氢的迁移，从而保持 在保护层内的阳极和阴极之间的电位变化的平面。

公开(公告)号：US07579098B2

公开(公告)日：2009-08-25

申请号：US11230066

申请日：2005-09-19

申请人： Carl A. Reiser ,  Jeremy P. Meyers ,  David D. Johnson ,  Craig E. Evans ,  Robert M. Darling ,  Tommy Skiba ,  Ryan J. Balliet

发明人： Carl A. Reiser ,  Jeremy P. Meyers ,  David D. Johnson ,  Craig E. Evans ,  Robert M. Darling ,  Tommy Skiba ,  Ryan J. Balliet

IPC分类号： H01M8/02 ,  H01M8/04

CPC分类号： H01M8/04089 ,  F28D15/0266 ,  F28F2245/02 ,  H01M8/0258 ,  H01M8/0267 ,  H01M8/04029 ,  H01M8/241 ,  H01M8/2457 ,  H01M8/2484

摘要： Fuel cells (38) have water passageways (67; 78, 85; 78a, 85a) that provide water through reactant gas flow field plates (74, 81) to cool the fuel cell. The water passageways may be vented to atmosphere (99), by a porous plug (69), or pumped (89, 146) with or without removing any water from the passageways. A condenser (59, 124) receives reactant air exhaust, may have a contiguous reservoir (64, 128), may be vertical, (a vehicle radiator, FIG. 2), may be horizontal, contiguous with the top of the fuel cell stack (37, FIG. 5), or below (124) the fuel cell stack (120). The passageways may be grooves (76, 77; 83, 84) or may comprise a plane of porous hydrophilic material (78a, 85a) contiguous with substantially the entire surface of one or both of the reactant gas flow field plates. Air flow in the condenser may be controlled by shutters (155). The condenser may be a heat exchanger (59a) having freeze-proof liquid flowing through a coil (161) thereof, the amount being controlled by a valve (166). A deionizer (175) may be used.

摘要翻译： 燃料电池（38）具有通过反应气体流场板（74,81）提供水以冷却燃料电池的水通道（67; 78,85; 78a，85a）。 水通道可以通过多孔塞（69）排放到大气（99），或者通过或不从通道中去除任何水而被泵送（89,146）。 冷凝器（59,124）接收反应物排气，可以具有连续的储存器（64,128），其可以是垂直的（图2的车辆散热器）可以是水平的，与燃料电池堆的顶部邻接 （37，图5）或下面（124）燃料电池堆（120）。 通道可以是凹槽（76,77; 83,84），或者可以包括与反应物气体流场板中的一个或两个的基本上整个表面相邻的多孔亲水材料（78a，85a）的平面。 冷凝器中的气流可由百叶窗（155）控制。 冷凝器可以是具有流过其线圈（161）的防冻液体的热交换器（59a），其量由阀（166）控制。 可以使用去离子器（175）。