【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于燃料电池领域，涉及一种膜电极性能恢复方法，具体涉及一种非贵金属催化剂膜电极性能恢复方法。
技术介绍
1、燃料电池是一种高效、清洁的能源转换技术，它通过电化学反应直接将燃料（通常是氢气）和氧化剂（氧气）的化学能转化为电能，其过程不涉及燃烧，因此具有更高的能量转换效率和更低的排放。燃料电池技术的发展背景与全球能源需求的增长、环境问题的加剧以及对可持续能源解决方案的追求密切相关。燃料电池的应用领域广泛，从交通运输到固定发电，再到便携式电源和航空航天，其高效、环保的特性使其成为替代传统能源的有力竞争者。特别是在交通运输领域，燃料电池汽车因其零排放和快速充电的特点而受到关注。
2、尽管燃料电池技术展现出巨大的应用潜力，但其商业化进程仍面临多重挑战，其中成本问题尤为突出。高昂的成本主要源于燃料电池中贵金属催化剂的使用，尤其是在阴极侧，为促进氧还原反应的进行，往往需要大量的贵金属催化剂。为有效降低使用成本，业界提出采用非贵金属催化剂替代阴极侧的贵金属催化剂。然而，非贵金属催化剂在燃料电池中的应用并非一帆风顺，其性能偏低、稳定性差、易遭受水淹等问题频现，严重制约了其在燃料电池膜电极中的性能发挥。因此，提升非贵金属催化剂的膜电极性能及稳定性，成为当前开发的重要方向。
3、使用非贵金属催化剂作为燃料电池阴极催化剂在膜电极测试过程中，性能偏低，并且稳定性差，运行一段时间性能出现比较大幅度的衰减。现有的技术方案中，当非贵金属催化剂膜电极运行一段时间出现性能明显衰减时，主要通过恒流稳定运行膜电极、高低电位循环运行的方
技术实现思路
1、本专利技术克服现有技术缺陷，提供一种非贵金属催化剂膜电极性能恢复方法。本专利技术能有效减少非贵金属催化膜电极性能恢复过程中的高低电位循环，减少催化剂的碳腐蚀，并加快性能恢复的速度。
2、本专利技术技术方案如下。
3、一种非贵金属催化剂膜电极性能恢复方法，包括如下步骤：
4、阴极使用非贵金属催化剂的膜电极每运行一段时间后，启动开路电压检测系统，通过开路电压值的大小执行相应的膜电极性能恢复程序：
5、当开路电压u＞0.9v时，无需执行膜电极性能恢复程序；
6、当开路电压0.85v≤u≤0.9v，执行膜电极性能恢复第一程序：
7、当开路电压u＜0.85v时，执行膜电极性能恢复第二程序。（具体流程图可以参照图1）
8、进一步地，所述膜电极性能恢复第一程序为：
9、（1）将阳极氢气和阴极空气切换成氮气，吹扫1-3分钟；
10、（2）阳极和阴极正常通入氢气和空气；
11、（3）将电流密度拉载至0.3-0.7a/cm2,氢气计量比设置为1.6-1.8，空气计量比设置为2.3-2.7，持续运行3-7分钟；
12、（4）在0.3-0.7a/cm2电流密度下，维持氢气计量比不变，将空气计量比降低为1.0，使得非贵金属催化剂膜电极的运行电压低于0.2-0.4v，并持续运行20-40s；
13、（5）将空气计量比提高至计量比为1.8-2.4，运行2-6分钟；
14、（6）降低电密密度至0，监测开路电压，若开路电压＞0.9v，完成膜电极的性能恢复程序；若开路电压0.85v≤u≤0.9v，继续执行膜电极性能恢复第一程序，如果执行三次开路电压仍低于0.9v，则执行膜电极性能恢复第二程序。
15、进一步地，所述膜电极性能恢复第二程序为：
16、（1）将阳极氢气和阴极空气切换成氮气，吹扫1-3分钟；
17、（2）阳极和阴极均通入氢气，并将电流拉载至0.1-0.3a/cm2，运行20-40秒；
18、（3）快速将电流降低为0，并将阴极侧切换成空气；
19、（4） 将电流密度拉载至0.8-1.2a/cm2,氢气计量比设置为1.6-1.8，空气计量比设置为2.1-2.5，持续运行3-5分钟；
20、（5）在0.8-1.2a/cm2电流密度下，维持氢气计量比不变，将空气计量比降低为1.0，使得非贵金属催化剂膜电极的运行电压低于0v，并持续运行20-40s；
21、（6）将空气计量比提高至1.8-2.4计量比，运行2-6分钟；
22、（7）降低电密密度至0，监测开路电压，若开路电压＞0.9v，完成膜电极的性能恢复程序；若开路电压0.85v≤u≤0.9v，执行膜电极性能恢复第一程序；若开路电压低于0.85v，继续执行膜电极性能恢复第二程序，如果执行三次开路电压仍低于0.85v，则终止膜电极性能恢复程序。
23、作为本专利技术一个具体的方法，一种非贵金属催化剂膜电极性能恢复方法，包括如下步骤：阴极使用非贵金属催化剂的膜电极每运行一段时间后，启动开路电压检测系统，通过开路电压值的大小执行相应的膜电极性能恢复程序：
24、当开路电压u＞0.9v时，无需执行膜电极性能恢复程序；
25、当开路电压0.85v≤u≤0.9v，执行膜电极性能恢复第一程序：
26、（1）将阳极氢气和阴极空气切换成氮气，吹扫2分钟；
27、（2）阳极和阴极正常通入氢气和空气；
28、（3）将电流密度拉载至0.5a/cm2,氢气计量比设置为1.6，空气计量比设置为2.5，持续运行5分钟；
29、（4）在0.5a/cm2电流密度下，维持氢气计量比不变，将空气计量比降低为1.0，使得非贵金属催化剂膜电极的运行电压低于0.3v，并持续运行30s；
30、（5）将空气计量比提高至2.0计量比，运行3分钟；
31、（6）降低电密密度至0，监测开路电压，若开路电压＞0.9v，完成膜电极的性能恢复程序；若开路电压0.85v≤u≤0.9v，继续执行膜电极性能恢复第一程序，如果执行三次开路电压仍低于0.9v，则执行膜电极性能恢复第二程序。
32、当开路电压u＜0.85v时，执行膜电极性能恢复第二程序：
33、（1）将阳极氢气和阴极空气切换成氮气，吹扫2分钟；
34、（2）阳极和阴极均通入氢气，并将电流拉载至0.1a/cm2，运行30秒；
35、（3）快速将电流降低为0，并将阴极侧切换成空气；
36、（4） 将电流密度拉载至1.0a/cm2,氢气计量比设置为1.6，空气计量比设置为2.5，持续运行5分钟；
37、（5）本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种非贵金属催化剂膜电极性能恢复方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述一种非贵金属催化剂膜电极性能恢复方法，其特征在于，所述膜电极性能恢复第一程序为：
3.根据权利要求2所述一种非贵金属催化剂膜电极性能恢复方法，其特征在于，步骤（1）中，所述吹扫时间为1-3分钟。
4.根据权利要求2所述一种非贵金属催化剂膜电极性能恢复方法，其特征在于，步骤（5）中，所述运行的时间为：2-6分钟。
5.根据权利要求1或2所述一种非贵金属催化剂膜电极性能恢复方法，其特征在于，所述膜电极性能恢复第二程序为：
6.根据权利要求5所述一种非贵金属催化剂膜电极性能恢复方法，其特征在于，步骤（1）中，所述吹扫的时间为：1-3分钟。
7.根据权利要求5所述一种非贵金属催化剂膜电极性能恢复方法，其特征在于，步骤（6）中，所述运行的时间为2-6分钟。
8.根据权利要求1所述一种非贵金属催化剂膜电极性能恢复方法，其特征在于，所述膜电极性能恢复第一程序为：
9.根据权利要求1或2所述一种非贵金属催化剂膜
...【技术特征摘要】
1.一种非贵金属催化剂膜电极性能恢复方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述一种非贵金属催化剂膜电极性能恢复方法，其特征在于，所述膜电极性能恢复第一程序为：
3.根据权利要求2所述一种非贵金属催化剂膜电极性能恢复方法，其特征在于，步骤（1）中，所述吹扫时间为1-3分钟。
4.根据权利要求2所述一种非贵金属催化剂膜电极性能恢复方法，其特征在于，步骤（5）中，所述运行的时间为：2-6分钟。
5.根据权利要求1或2所述一种非贵金属催化剂膜电极性能恢复方法，其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员：池滨，张圣洁，江世杰，李凤姣，
申请(专利权)人：北京理工大学深圳汽车研究院电动车辆国家工程实验室深圳研究院，
类型：发明
国别省市：
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