AIR EJECTOR SYSTEM FOR FUEL CELL PASSIVATION

• Main Author: SCHEFFLER, GLENN, W
• Format: Patent
• Language: English
• Published: 11.07.1991
• Subjects: BASIC ELECTRIC ELEMENTS; ELECTRICITY; PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSIONOF CHEMICAL INTO ELECTRICAL ENERGY

Système de pile à combustible (10) dans lequel on utilise de l'azote gazeux (N2) sur la partie d'anode (11), et un mélange gazeux d'azote/oxygène (N2/O2) sur la partie de cathode (12), afin de maintenir la cathode à un potentiel de tension acceptable pendant des conditions défavorables se produisant notament dans des conditions de débit dans les heures creuses, par exemple, pendant l'arrêt, la mise en marche et les maintiens à chaud d'une centrale. Pendant l'arrêt de la centrale, la partie de cathode est purgée à l'aide d'un mélange gazeux composé, par exemple, d'un demi pourcent (0,5 %) d'oxygène (O2), et de quatre-vingt-dix-neuf pourcent (99,5 %) d'azote (N2) provenant d'un injecteur (21) introduisant de l'air (24/28) dans un courant (27) de haute pression d'azote (N2) utilisé comme gaz primaire ou majoritaire. L'éjecteur dose le gaz azoté sous haute pression à l'aide d'un orifice étranglé ou d'un venturi, et utilise l'énergie se trouvant dans le gaz provenant de l'orifice ou du venturi, afin d'aspirer l'air ambiant dans le courant d'azote avant qu'il ne pénètre la partie de cathode. A fuel cell (10) system in which a nitrogen (N2) gas is used on the anode section (11) and a nitrogen/oxygen (N2/O2) gaseous mix is used on the cathode section (12) to maintain the cathode at an acceptable voltage potential during adverse conditions occurring particularly during off-power conditions, for example, during power plant shutdown, start-up and hot holds. During power plant shutdown, the cathode section is purged with a gaseous mixture of, for example, one-half percent (0.5%) oxygen (O2) and ninety-nine and a half percent (99.5%) nitrogen (N2) supplied from an ejector (21) bleeding in air (24/28) into a high pressure stream (27) of nitrogen (N2) as the primary of majority gas. Thereafter the fuel gas in the fuel processor (31) and the anode section (11) is purged with nitrogen gas to prevent nickel (Ni) carbonyl from forming from the shift catalyst. A switched dummy electrical load (30) is used to bring the cathode potential down rapidly during the start of the purges. The 0.5%/99.5% O2N2 mixture maintains the cathode potential between 0.3 and 0.7 volts, and this is sufficient to maintain the cathode potential at 0.3 volts for the case of H2 diffusing to the cathode through a 2 mil thick electrolyte filled matrix and below 0.8 volts for no diffusion at open circuit conditions. The ejector meters high pressure nitrogen gas with a choked orifice or venturi and uses the energy in the gas from the orifice or venture to suck ambient air into the nitrogen stream before entering the cathode section.