DE10161282A1

DE10161282A1 - Kohlenmonoxid-Filter

Info

Publication number: DE10161282A1
Application number: DE10161282A
Authority: DE
Inventors: Chockkalingam Karuppaiah; Balasubramanian Lakshmanan
Original assignee: Plug Power Inc
Current assignee: Plug Power Inc
Priority date: 2000-12-13
Filing date: 2001-12-13
Publication date: 2002-07-25
Also published as: JP2002208428A; US20020071977A1; US6517963B2

Abstract

Ein Brennstoffzellen-System beinhaltet eine Brennstoffzelle, die eine Elektrode aufweist, und eine elektrochemische Zelle, die eine Vorrichtung aufweist. Die elektrochemische Zelle umfasst eine Kathode, eine Anode in Fluid-Verbindung mit der Elektrode der Brennstoffzelle und ein Elektrolyt in elektrischer Verbindung mit der Kathode und Anode. Die Vorrichtung ist in elektrischer Verbindung mit der Anode der elektrochemischen Zelle und geeignet, um das Potential der Anode zu variieren. Die elektrochemische Zelle und die Vorrichtung sind geeignet, um die Menge von Kohlenmonoxid, das in das Brennstoffzellen-System eintritt, zu reduzieren.

Description

Diese Erfindung wurde mit Regierungsunterstützung unter dem NIST Corporate Agreement No. 70NANB8H4039 durchgeführt, das von dem National Institute of Standards and Technology vergeben wird. Die Regierung kann bestimmte Rechte an der Erfindung haben.

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen Kohlenmonoxid-Filter, der beispielsweise in einem Brennstoffzellen-System zur Verwendung kommen kann.

Hintergrund

Eine Brennstoffzelle kann chemische Energie in elektrische Energie durch Unter stützen einer chemischen Reaktion zwischen zwei Gasen konvertieren.

Ein Typ einer Brennstoffzelle beinhaltet eine Kathoden-Strömungsfeldplatte, eine Anoden-Strömungsfeldplatte, eine Membran-Elektroden-Anordnung, die zwi schen der Kathoden-Strömungsfeldplatte und der Anoden-Strömungsfeldplatte angeordnet ist, sowie zwei Gas-Diffusions-Schichten, die zwischen der Kathoden- Strömungsfeldplatte und der Anoden-Strömungsfeldplatte angeordnet sind. Eine Brennstoffzelle kann ebenso eine oder mehrere Kühlmittel-Strömungsfeldplatten beinhalten, die in der Nähe des Äußeren der Anoden-Strömungsfeldplatte und/oder des Äußeren der Kathoden-Strömungsfeldplatte angeordnet sind.

Jede Strömungsfeldplatte weist einen Einlassbereich, einen Auslassbereich und lichte Kanäle auf, die den Einlassbereich mit dem Auslassbereich verbinden und einen Weg zum Verteilen der Gase zu der Membran-Elektroden-Anordnung zur Verfügung stellen.

Die Membran-Elektroden-Anordnung beinhaltet gewöhnlich ein festes Elektrolyt (z. B. eine Polymer-Elektrolyt-Membran, im Allgemeinen abgekürzt als PEM) zwischen einem ersten Katalysator und einem zweiten Katalysator. Eine Gas- Diffusions-Schicht befindet sich zwischen dem ersten Katalysator und der Ano den-Strömungsfeldplatte, und eine andere Gas-Diffusions-Schicht befindet sich zwischen dem zweiten Katalysator und der Kathoden-Strömungsfeldplatte.

Während des Betriebs der Brennstoffzelle tritt eines der Gase (das Anoden-Gas) in die Anoden-Strömungsfeldplatte am Einlassbereich der Anoden-Strömungs feldplatte ein und durchströmt die Kanäle der Anoden-Strömungsfeldplatte in Richtung zu dem Auslassbereich der Anoden-Strömungsfeldplatte. Das andere Gas (das Kathoden-Gas) tritt in die Kathoden-Strömungsfeldplatte am Einlassbe reich der Kathoden-Strömungsfeldplatte ein und durchströmt die Kanäle der Ka thoden-Strömungsfeldplatte in Richtung des Auslassbereichs der Kathoden- Strömungsfeldplatte.

Während das Anoden-Gas durch die Kanäle der Anoden-Strömungsfeldplatte strömt, kommt das Anoden-Gas in Kontakt mit und passiert die Anoden-Gas- Diffusions-Schicht und reagiert mit dem anodischen Katalysator. In gleicher Wei se, wenn das Kathoden-Gas durch die Kanäle der Kathoden-Strömungsfeldplatte strömt, kommt das Kathoden-Gas in Kontakt mit und passiert die Kathoden-Gas- Diffusions-Schicht und reagiert mit dem kathodischen Katalysator.

Der anodische Katalysator reagiert mit dem Anoden-Gas, um die Umwandlung des Anoden-Gases in Reaktions-Zwischenprodukte zu katalysieren. Die Reakti ons-Zwischenprodukte beinhalten Ionen und Elektronen. Der kathodische Kataly sator reagiert mit dem Kathoden-Gas und den Reaktions-Zwischenprodukten, um die Umwandlung des Kathoden-Gases in das chemische Produkt der Brennstoff zellen-Reaktion zu katalysieren.

Das chemische Produkt der Brennstoffzellen-Reaktion durchströmt eine Gas- Diffusions-Schicht zu den Kanälen einer Strömungsfeldplatte (z. B. der Kathoden- Strömungsfeldplatte). Das chemische Produkt strömt dann entlang den Kanälen der Strömungsfeldplatte in Richtung des Auslassbereichs der Strömungsfeldplatte.

Das Elektrolyt stellt eine Grenze für das Strömen der Elektroden und Gase von einer Seite der Membran-Elektroden-Anordnung zu der anderen Seite der Memb ran-Elektroden-Anordnung zur Verfügung. Jedoch gestattet das Elektrolyt den ionischen Reaktions-Zwischenprodukten, von der Anoden-Seite der Membran- Elektroden-Anordnung zu der Kathoden-Seite der Membran-Elektroden- Anordnung zu fließen.

Aus diesem Grund können die ionischen Reaktions-Zwischenprodukte von der Anoden-Seite der Membran-Elektroden-Anordnung zu der Kathoden-Seite der Membran-Elektroden-Anordnung fließen, ohne die Brennstoffzelle zu verlassen. Im Gegensatz hierzu fließen die Elektronen von der Anoden-Seite der Membran- Elektroden-Anordnung zu der Kathoden-Seite der Membran-Elektroden- Anordnung, wobei sie elektrisch einen äußeren Verbraucher zwischen der Ano den-Strömungsfeldplatte und der Kathoden-Strömungsfeldplatte verbinden. Der äußere Verbraucher gestattet den Elektronen, von der Anoden-Seite der Memb ran-Elektroden-Anordnung, durch die Anoden-Strömungsfeldplatte, über den Verbraucher und zu der Kathoden-Strömungsfeldplatte zu fließen.

An der Anoden-Seite der Membran-Elektroden-Anordnung werden Elektronen gebildet, was anzeigt, dass das Anoden-Gas während der Brennstoffzellen- Reaktion eine Oxidation erfährt. An der Kathoden-Seite der Membran- Elektroden-Anordnung werden die Elektronen verbraucht, was anzeigt, dass das Kathoden-Gas während der Brennstoffzellen-Reaktion eine Reduktion erfährt. Z. B. fließt Wasserstoff durch die Anoden-Strömungsfeldplatte und erfährt eine Oxidation, wenn Wasserstoff und Sauerstoff die in einer Brennstoffzelle verwen deten Gase sind. Der Sauerstoff strömt durch die Kathoden-Strömungsfeldplatte und erfährt eine Reduktion. Die spezifischen, in der Brennstoffzelle auftretenden Reaktionen sind in den Gleichungen 1 bis 3 wiedergegeben.

H₂ → 2H⁺ + 2e^- (1)

½O₂ + 2H⁺ + 2e^- → H₂O (2)

H₂ + ½O₂ → H₂O (3)

Wie in Gleichung (1) gezeigt, bildet der Wasserstoff Protonen (H⁺) und Elektro nen. Die Protonen strömen durch das Elektrolyt zur Kathoden-Seite der Memb ran-Elektroden-Anordnung, und die Elektronen fließen von der Anoden-Seite der Membran-Elektroden-Anordnung zur Kathoden-Seite der Membran-Elektroden- Anordnung durch den äußeren Verbraucher. Wie in Gleichung (2) gezeigt, reagie ren die Elektronen und Protonen mit dem Sauerstoff, um Wasser zu bilden. Glei chung (3) zeigt die gesamte Brennstoffzellen-Reaktion.

Zusätzlich zur Bildung chemischer Produkte erzeugt die Brennstoffzellen- Reaktion Wärme. Eine oder mehrere Kühlmittel-Strömungsfeldplatten werden typischerweise verwendet, um die Wärme von der Brennstoffzelle abzuführen und deren Überhitzung zu verhindern.

Jede Kühlmittel-Strömungsfeldplatte weist einen Einlassbereich, einen Auslassbe reich und Kanäle auf, die eine Fluid-Verbindung zwischen dem Einlassbereich der Kühlmittel-Strömungsfeldplatte und dem Auslassbereich der Kühlmittel- Strömungsfeldplatte zur Verfügung stellen. Ein Kühlmittel (z. B. flüssiges de ionisiertes Wasser) tritt bei einer relativ geringen Temperatur an dem Einlassbe reich in die Kühlmittel-Strömungsfeldplatte ein, strömt durch die Kanäle der Kühlmittel-Strömungsfeldplatte in Richtung des Auslassbereichs der Kühlmittel- Strömungsfeldplatte und verlässt die Kühlmittel-Strömungsfeldplatte am Auslass bereich der Kühlmittel-Strömungsfeldplatte. Während das Kühlmittel durch die Kanäle der Kühlmittel-Strömungsfeldplatte fließt, absorbiert das Kühlmittel die in der Brennstoffzelle gebildete Wärme. Wenn das Kühlmittel die Kühlmittel- Strömungsfeldplatte verlässt, wird die Wärme, die von dem Kühlmittel absorbiert wird, aus der Brennstoffzelle entfernt.

Um die zur Verfügung stehende elektrische Energie zu erhöhen, können eine Vielzahl an Brennstoffzellen in Reihe angeordnet werden, um einen Brennstoff zellen-Stapel zu bilden. In einem Brennstoffzellen-Stapel funktioniert eine Seite der Strömungsfeldplatte als Anoden-Strömungsfeldplatte für eine Brennstoffzelle, während die gegenüberliegende Seite der Strömungsfeldplatte als Kathoden- Strömungsfeldplatte in einer anderen Brennstoffzelle funktioniert. Auf diese An ordnung wird als bipolare Platte Bezug genommen. Der Stapel kann ebenso mo nopolare Platten beinhalten, wie beispielsweise eine Anoden-Kühlmittel- Strömungsfeldplatte mit einer Seite, die als Anoden-Strömungsfeldplatte dient, und einer anderen Seite, die als Kühlmittel-Strömungsfeldplatte dient.

Beispiels

Weise können die lichten Kühlmittelkanäle einer Anoden-Kühlmittel- Strömungsfeldplatte und einer Kathoden-Kühlmittel-Strömungsfeldplatte zusam menpassen, um gemeinsame Kühlmittelkanäle zum Kühlen der benachbarten Strömungsfeldplatten, die Brennstoffzellen bilden, zu bilden.

Zusammenfassung

Die Erfindung betrifft einen Kohlenmonoxid-Filter, der beispielsweise in einem Brennstoffzellen-System zur Anwendung kommen kann.

Unter gewissen Umständen kann Kohlenmonoxid in dem Anoden-Gas und/oder dem Kathoden-Gas vorliegen. Ohne einen Kohlenmonoxid-Filter kann sich das Kohlenmonoxid an einer Katalysator-Schicht einer Brennstoffzelle adsorbieren und dabei die Stellen für die Wasserstoff-Adsorption und/oder -Oxidation an der Katalysator-Schicht blockieren. Dies kann die Effektivität einer Brennstoffzelle oder eines Brennstoffzellen-Stapels reduzieren.

Der Kohlenmonoxid-Filter umfasst eine elektrochemische Zelle, die zwischen einem Adsorptionspotential und einem Oxidationspotential geschaltet werden kann. Der Kohlenmonoxid-Filter kann entlang des Strömungspfades des Gases derart angeordnet werden, dass das Gas die Schicht des Kohlenmonoxid-Filters kontaktiert, bevor es mit der Katalysator-Schicht in Kontakt kommt. Wenn sich die Zelle bei dem Adsorptionspotential befindet, kann zumindest einiges des Kohlenmonoxids, welches in dem Gas vorliegt, an dem Kohlenmonoxid-Filter adsorbiert werden, was die Menge des Kohlenmonoxids verringert, das zur Ver fügung steht, um an der Katalysator-Schicht adsorbiert zu werden, wodurch die Effektivität der Brennstoffzelle oder des Brennstoffzellen-Stapels verbessert wird.

Nach der Adsorption kann der Filter regeneriert oder reaktiviert werden, indem das Potential zu dem Oxidationspotential geschaltet wird, was das adsorbierte Kohlenmonoxid zu Kohlendioxid oxidiert. Nach der Oxidation wird die Zelle zu rück auf das Adsorptionspotential geschaltet, was wiederum die Menge des Koh lenmonoxids in dem Gas verringert, indem es dem CO gestattet, sich an dem Fil ter zu adsorbieren. Folglich wird durch zyklisches Durchlaufen des Potentials des Filters zwischen einem Adsorptionspotential und einem Oxidationspotential die CO-Menge in dem Gas auf effektive Art und Weise minimiert. Der Kohlenmono xid-Filter kann eine relativ kompakte, einfache und billige Ausgestaltung aufwei sen.

In einem Aspekt betrifft die Erfindung ein Brennstoffzellen-System, das eine Brennstoff-Gasversorgung, eine Brennstoffzelle mit einer Elektrode in Fluid- Verbindung mit der Brennstoff-Gasversorgung, eine elektrochemische Zelle und eine Vorrichtung beinhaltet. Die elektrochemische Zelle beinhaltet eine Kathode, eine Anode in Fluid-Verbindung mit der Brennstoff-Gasversorgung und mit der Elektrode der Brennstoffzelle, und ein Elektrolyt in elektrischer Verbindung mit der Kathode und der Anode. Die Vorrichtung ist in elektrischer Verbindung mit der Anode und Kathode und ist geeignet, um das Potential der Anode gegenüber der Kathode zu variieren.

In einem anderen Aspekt betrifft die Erfindung ein Brennstoffzellen-System, das eine Brennstoffzelle mit einer Elektrode, eine elektrochemische Zelle und eine Vorrichtung beinhaltet. Die elektrochemische Zelle beinhaltet eine Kathode, eine Anode in Fluid-Verbindung mit der Elektrode der Brennstoffzelle und ein Elekt rolyt in elektrischer Verbindung mit der Kathode und der Anode. Die Vorrichtung ist in elektrischer Verbindung mit der Anode der elektrochemischen Zelle und ist geeignet, um das Potential der Anode zu variieren.

Die elektrochemische Zelle kann als Membran-Elektroden-Anordnung angeordnet werden, beispielsweise als eine, die eine erste, die Kathode bildende Katalysator- Schicht, eine zweite, die Anode bildende Katalysator-Schicht und ein festes Elekt rolyt zwischen der ersten und zweiten Schicht aufweist. Das Elektrolyt kann ein festes Polymer wie beispielsweise eines beinhalten, das Sulfonsäure-Gruppen aufweist. Die Anode oder zweite Schicht kann ein Material beinhalten, das aus der aus Ruthenium, Molybdän und Iridium bestehenden Gruppe ausgewählt ist. Die Kathode ist geeignet, um als Referenz-Wasserstoff-Elektrode zu dienen.

Des Weiteren kann die elektrochemische Zelle eine erste Gas-Diffusions-Schicht und eine zweite Gas-Diffusions-Schicht beinhalten, wobei die erste Katalysator- Schicht zwischen der ersten Gas-Diffusions-Schicht und dem festen Elektrolyt und die zweite Katalysator-Schicht zwischen der zweiten Gas-Diffusions-Schicht und dem festen Elektrolyt ist.

Die elektrochemische Zelle kann zwischen der Brennstoffzelle und der Brenn stoff-Gasversorgung sein, wie beispielsweise ein Reformer, der geeignet ist, Gas zu produzieren, das Wasserstoff aufweist. Die Brennstoffzelle kann zwischen der Brennstoff-Gasversorgung und der elektrochemischen Zelle sein. Das Brennstoff- Versorgungssystem kann in Fluid-Verbindung mit der Anode sein.

Die Vorrichtung ist vorgesehen, um das Potential der Anode gegenüber dem Po tential der Kathode zu steuern.

In einigen Ausführungen beinhaltet das Brennstoffzellen-System des Weiteren eine zweite elektrochemische Zelle mit einer Kathode, eine Anode in Fluid- Verbindung mit der Elektrode der Brennstoffzelle, und ein Elektrolyt in elektri scher Verbindung mit der Kathode und Anode. Die Kathode der ersten elektro chemischen Zelle kann in Fluid-Verbindung mit der Kathode der zweiten elektro chemischen Zelle sein.

Des Weiteren kann das Brennstoffzellen-System eine Mischkammer in Fluid- Verbindung mit der Anode und der Elektrode der Brennstoffzelle beinhalten.

In einem anderen Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Behandlung eines Gasstroms in einem Brennstoffzellen-System. Das Verfahren umfasst das Kontaktieren einer Anode einer elektrochemischen Zelle mit einem Einlass- Gasstrom und Ändern des Potentials der Anode.

Das Ändern des Potentials der Anode kann zyklisches Durchlaufen des Potentials zwischen einem ersten Potential und einem zweiten Potential umfassen, z. B. als eine Funktion der Zeit oder eines detektierten Stroms.

Das erste Potential kann auf einem Pegel liegen, der ausreichend ist für Kohlen monoxid, sich an der Anode zu adsorbieren, wie beispielsweise um Null gegen über der Referenz-Wasserstoff-Elektrode, und das zweite Potential kann auf ei nem Pegel liegen, der für die Anode ausreichend ist, um das adsorbierte Kohlen monoxid zu oxidieren. Das Potential der Anode kann gegenüber einem Potential einer Kathode der elektrochemischen Zelle geändert werden.

Das Verfahren kann weiterhin das Kontaktieren des Einlass-Gasstroms mit einer Anode einer zweiten elektrochemischen Zelle und/oder das Vermischen des Ein lass-Gasstroms umfassen.

Andere Merkmale, Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden aus den Zeich nungen, der Beschreibung und den Ansprüchen deutlich werden.

Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist ein partielles, schematisches Diagramm einer Ausgestaltung ei nes Brennstoffzellen-Systems;

Fig. 2 ist ein schematisches Diagramm einer Ausgestaltung eines Kohlen monoxid-Filters;

Fig. 3 ist eine Illustration des Stroms als Funktion der Zeit;

Fig. 4 ist ein schematisches Diagramm einer Ausgestaltung eines Kohlen monoxid-Filters;

Fig. 5 ist ein partielles, schematisches Diagramm einer Ausgestaltung ei nes Brennstoffzellen-Systems;

Fig. 6 ist eine partielle Querschnittsansicht einer Ausgestaltung einer Brennstoffzelle;

Fig. 7 ist eine Draufsicht einer Ausgestaltung einer Kathoden-Strömungs feldplatte;

Fig. 8 ist eine Draufsicht einer Ausgestaltung einer Anoden-Strömungs feldplatte; und

Fig. 9 ist eine Draufsicht einer Ausgestaltung einer Kühlmittel-Strömungs feldplatte.

Detaillierte Beschreibung

Bezug nehmend auf Fig. 1 beinhaltet ein Brennstoffzellen-System 20 einen Brennstoffzellen-Stapel 30 aus mehreren Brennstoffzellen 35. Das Brennstoffzel len-System 20 beinhaltet ebenso eine Anoden-Gasversorgung 40, eine Filter- Einlassleitung 45, einen Kohlenmonoxid(CO)-Filter 50, eine Anoden-Gas-Ein lassleitung 60, eine Anoden-Gas-Auslassleitung 70, eine Kathoden-Gas-Einlass leitung 80, eine Kathoden-Gas-Auslassleitung 90, eine Kühlmittel-Einlassleitung 100 und eine Kühlmittel-Auslassleitung 110.

Fig. 2 zeigt eine Ausführung eines CO-Filters 50 mit einem Gehäuse 110, das in zwei Felder durch eine Membran-Elektroden-Anordnung (MEA) 120 aufgeteilt ist. MEA 120 beinhaltet eine Anode 130, eine Kathode 140 und ein festes Elekt rolyt 150 zwischen der Anode und der Kathode. Anode 130 und das Gehäuse 110 definieren zusammen ein erstes Fach 160, durch welches das Anoden-Gas von der Einlassleitung 45 zu der Einlassleitung 60 strömt; und Kathode 140 und das Ge häuse 110 definieren zusammen ein zweites Fach 170 mit einem Referenzmateri al. wie beispielsweise Wasserstoff-Gas, so dass die Kathode als Referenzelektrode dienen kann. Fach 170 steht in Fluid-Verbindung mit Einlassleitung 60 über die Leitung 175, die ein Überdruckventil 177 aufweist, so dass von der Kathode 140 geformtes (unten beschrieben) überschüssiges Wasserstoff-Gas zu dem Brenn stoffzellen-Stapel 30 fließen kann. Das Referenzmaterial im Fach 170 kann stag nieren oder strömen, beispielsweise strömendes Wasserstoff-Gas in einer ge schlossenen Kammer. CO-Filter 50 beinhaltet weiter eine Spannungsquelle 180, die in elektrischer Verbindung mit der Anode 130 und der Kathode 140 ist. Die Spannungsquelle 180 ist jeder Apparat, der das Potential der Anode 130 gegen über der Kathode 140 steuern kann, wie beispielsweise ein variabler Spannungs generator.

MEA 120 und Spannungsquelle 180 sind geeignet, um die Konzentration von CO in dem Anoden-Gas durch Kontaktieren der Anode 130 mit dem Gas und zykli sches Durchlaufen des Potentials der Anode zu reduzieren. Die Anode 130 ist aus einem Material gebildet, an welches Kohlenmonoxid sich adsorbieren kann und von welchem Kohlenmonoxid oxidiert werden kann entsprechend dem Potential der Anode 130, wie dies durch die Spannungsquelle 180 gesteuert wird. Wenn sich die Anode 130 auf einem vorbestimmten Adsorptionspotential, wie bei spielsweise um 0-50 mV gegenüber der Referenz-Wasserstoff-Elektrode (RHE), z. B. der Kathode 140, befindet, adsorbiert sich CO an der Anode. Wenn sich die Anode 130 auf einem vorbestimmten Oxidationspotential, wie beispielsweise um 0,9 V gegenüber RHE, befindet, wird CO von der Anode oxidiert. Das feste Elektrolyt 150 ist Material, das geeignet ist, es den Ionen, wie beispielsweise den Protonen, zu gestatten, durch dieses zu strömen, während es wesentlichen Wider stand gegenüber dem Fluss von Elektronen und Gasen bietet. Die Kathode 140 ist aus einem Material gebildet, das geeignet ist, es den Protonen und Elektronen zu ermöglichen, zu reagieren und Wasserstoff-Gas zu bilden.

Im Betrieb fließt Anoden-Gas von der Anoden-Gasversorgung 40, beispielsweise einem Reformer, zu dem CO-Filter 50 über die Einlassleitung 45. Die Span nungsquelle 180 setzt die Anode 130 auf ein Adsorptionspotential. Wenn das Anoden-Gas, das üblicherweise Wasserstoff, Wasserdampf, Kohlenmonoxid und andere reformierte Gase beinhaltet, die Anode 130 kontaktiert, adsorbiert sich CO an der Anode, wobei effektiv die Menge des CO in dem Anoden-Gasstrom ver ringert wird, der zu dem Einlass 60 und in den Brennstoffzellen-Stapel 30 fließt. Zu einem bestimmten Zeitpunkt ändert die Spannungsquelle 180 das Potential der Anode 130 gegenüber der Kathode 140 von dem Adsorptionspotential zu einem Oxidationspotential. Bei dem Oxidationspotential elektrolysiert die Anode 130 Wasser aus dem Anoden-Gas und produziert Protonen, Elektronen und Wasser stoff. Die Protonen migrieren durch das feste Elektrolyt 150 und zu der Kathode 140. Die Elektronen fließen durch die Spannungsquelle 180 und zur Kathode 140. Der gebildete Wasserstoff reagiert mit Kohlenmonoxid, das an der Anode 130 adsorbiert ist, um relativ inertes gasförmiges Kohlendioxid zu bilden, welches aus dem Fach 160 durch den Anoden-Gasstrom entfernt wird. Unterdessen wirkt die Kathode 140 mit dem an der Anode 130 gebildeten Protonen und mit den Elekt ronen von der Spannungsquelle 180 zusammen, um Wasserstoff-Gas zu bilden, welches in das Fach 170 entlassen wird. Das gebildete Wasserstoff-Gas kann zu dem Brennstoffzellen-Stapel 30 über die Leitung 175 und die Einlassleitung 60 strömen.

Nach einer vorbestimmten Zeit auf dem zweiten Potential schaltet die Spannungs quelle 180 das Potential der Anode 130 gegenüber der Kathode 140 von dem Oxidationspotential zurück zu dem Adsorptionspotential und wiederholt den vor hergehend beschriebenen Prozess. Wie vorgehend beschrieben adsorbiert sich Kohlenmonoxid im Anoden-Gas an der Anode 130 und nach einer vorbestimmten Zeitdauer schaltet die Spannungsquelle 180 das Potential der Anode 130 auf das Oxidationspotential, um CO zu oxidieren. Durch Schalten oder zyklisches Durchlaufen des Potentials der Anode 130 zwischen dem ersten Adsorptionspo tential und dem zweiten Oxidationspotential verringert der Filter 50 einiges des Kohlenmonoxids in dem Anoden-Gas, das von der Anoden-Gasversorgung 40 zu dem Brennstoffzellen-Stapel 30 fließt. Folglich kann der Brennstoffzellen-Stapel 30 eine verbesserte Effektivität gegenüber einem ansonsten im Wesentlichen identischen Brennstoffzellen-Stapel bereitstellen, der unter denselben Betriebsbe dingungen betrieben wird und keinen CO-Filter 50 aufweist.

Der Zeitpunkt, zu welchem das Potential der Anode 130 umgeschaltet wird, kann durch Überwachen des Stromflusses von der MEA 120 gesteuert werden. Bezug nehmend auf Fig. 3 steigt der durch die Spannungsquelle 180 fließende Strom typischerweise an oder weist Spannungsspitzen auf, wenn das Potential der Anode 130 von dem Adsorptionspotential zu dem Oxidationspotential geschaltet wird, da Wasser elektrolysiert und CO oxidiert wird, und dabei ein Elektronenfluss produ ziert wird. Wenn das CO oxidiert und eliminiert ist, sinkt der Strom ab und er reicht einen stationären Strom, was anzeigt, dass das meiste, wenn nicht alles, des adsorbierten CO oxidiert wurde. Folglich kann durch Überwachen des Stromflus ses die Spannungsquelle 180 programmiert werden, um das Potential der Anode 130 von dem Oxidationspotential zu dem Adsorptionspotential zu schalten, wenn der Strom einen stationären Zustand erreicht hat. Alternativ ist es durch die Ver wendung von Parametern, wie beispielsweise der Kinetik der CO-Oxidation und dem Oberflächenbereich der Anode, möglich, die Zeit zu berechnen, die ge braucht wird, um die errechnete Menge des an der Anode 130 adsorbierten CO zu oxidieren. Die Spannungsquelle 180 kann programmiert werden, um auf das Ad sorptionspotential zu schalten gemäß der berechneten Zeit, die für die Oxidation gebraucht wird.

In ähnlicher Weise ist es möglich, die Zeit zu berechnen, die das CO benötigt, um an der Anode 130 zu adsorbieren, indem Parameter verwendet werden, wie bei spielsweise die Anoden-Gasströmungsrate, die Kinetik der CO-Adsorption an der Anode 130, der effektive Oberflächenbereich der Anode 130, die Anteile des CO in dem Anoden-Gas und die gewünschte CO-Konzentration in dem Anoden-Gas, das zu dem Brennstoffzellen-Stapel 30 fließt. Die Spannungsquelle 180 kann pro grammiert werden, um von einem Adsorptionspotential auf ein Oxidationspoten tial gemäß der berechneten Zeit der Adsorption zu schalten.

Wieder Bezug nehmend auf Fig. 2 kann die Anode 130 aus irgendeinem Material gebildet werden, das geeignet ist, CO zu oxidieren und zu adsorbieren, während es nicht oder nur minimal Wasserstoff gegenüber der CO-Adsorption adsorbiert. Das Material ist ebenso geeignet, den Änderungen des Potentials, wie vorherge hend beschrieben, ohne schädliche Effekte zu widerstehen, wie beispielsweise einer irreversiblen Oxidbildung. Solche Materialien umfassen beispielsweise Pla tin, Ruthenium, Molybdän, Iridium und deren Legierungen. Das Material kann auf einem Träger, beispielsweise in Ruß, dispergiert sein. Während der Präparation der MEA 120 kann das Anoden-Material auf dem Elektrolyt 150 angewandt wer den unter Verwendung von herkömmlichen Brennstoffzellen-Techniken. In eini gen Ausgestaltungen kann die Anode 130 gebildet werden, indem eine das Mate rial der Anode 130 enthaltende Suspension auf die Oberfläche einer Gas- Diffusions-Schicht (unten beschrieben) aufgebracht wird, die dem festen Elekt rolyt 150 gegenüberliegt, und anschließend die Suspension getrocknet wird. Das Verfahren zur Präparierung der Anode 130 kann die Verwendung von Hitze und/oder Druck zu Zwecken des Verbindens umfassen.

Das feste Elektrolyt 150 sollte geeignet sein, es den Ionen zu gestatten, durch die ses zu fließen, während es einen wesentlichen Widerstand gegenüber dem Elekt ronenfluss zur Verfügung stellt. In einigen Ausgestaltungen ist das Elektrolyt 150 ein festes Polymer (z. B. eine feste Polymer-Elektrolyt-Membran), wie beispiels weise eine feste Polymer-Protonen-Austausch-Membran (z. B. ein festes Polymer, das Sulfonsäure-Gruppen enthält). Solche Membranen sind von E.I. DuPont de Nemours Company (Wilmington, DE) unter der Marke NAFION erhältlich. Al ternativ kann das Elektrolyt 150 auch von dem kommerziellen Produkt GORE SELECT, erhältlich von W.L. Gore & Associates (Elkton, MD) präpariert wer den.

Die Kathode 140 kann aus jedem Material gebildet werden, das geeignet ist, mit den Protonen und den Elektronen zur Bildung von Wasserstoff zusammenzuwir ken. Beispiele von solchen Materialien beinhalten beispielsweise Platin, Platin- Legierungen und auf Ruß dispergiertes Platin. Die Kathode 140 kann wie vorher gehend unter Bezug auf die Anode 130 präpariert werden.

Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführung eines CO-Filters 210 mit einem MEA 120 zwischen zwei elektrisch leitfähigen Gas-Diffusions-Schichten (GDLs) 190 und 200. Die GDLs können aus einem Material gebildet werden, das sowohl gas- als auch flüssigkeitsdurchlässig ist. Es kann auch wünschenswert sein, die GDLs mit einer planar machenden Schicht zu versehen, wie dies aus dem Stand der Technik bekannt ist, beispielsweise durch die Infusion eines porösen Stoffes oder Papiers aus Kohle mit Rußschlamm gefolgt von einem Sintern mit einem Polytetra- Fluoräthylen-Material. Geeignete GDLs sind von unterschiedlichen Firmen, wie beispielsweise Etek in Natick, MA, und Zoltek in St. Louis, MO, erhältlich. In einigen Ausgestaltungen des CO-Filters 210 steht das Fach 170, wie oben be schrieben, mit der Einlassleitung 60 in Fluid-Verbindung.

Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführung des Brennstoffzellen-Systems 250, das des Weiteren mehrere (in diesem Fall zwei) CO-Filter 260 und 270, in Reihe ange ordnet, und eine Mischkammer 275 aufweist. Der Betrieb mehrerer CO-Filter reduziert die Menge des CO in dem Anoden-Gas mehr als der Betrieb eines CO- Filters. Die Filter 260 und 270 sind im Wesentlichen gleich in Konstruktion und hinsichtlich des Betriebs wie der vorhergehend beschriebene Filter 50. Die Ka thoden-Seiten der Filter 260 und 270 sind Teil eines Wasserstoff-Systems, das eine Leitung 277 und ein Überdruckventil 279 umfasst. Die Leitung 277 steht in Fluid-Verbindung mit der Leitung 290 über eine Leitung 278, so dass der durch die Kathoden gebildete überschüssige Wasserstoff zu der Mischkammer 275 und dem Stapel 30 über ähnliche Leitungen 60 und 175 (Fig. 2) fließen kann. Die Mischkammer 275 weist im Allgemeinen einen Volumen auf, in welchem das gefilterte Anoden-Gas in Turbulenz versetzt wird, z. B. durch ein bewegendes Schaufelrad, so dass das in den Brennstoffzellen-Stapel 30 strömende Anoden- Gas homogen ist.

Ähnlich zu dem Betrieb des Brennstoffzellen-Systems 20 (in Fig. 1 gezeigt) stellt die Anoden-Gas-Versorgung 40 ein Anoden-Gas über die Einlassleitung 45 zu der Anoden-Seite des CO-Filters 260 zur Verfügung, was den Anteil des CO in dem Anoden-Gas durch Adsorption und Oxidation, wie vorhergehend beschrieben, verringert. Das gefilterte Anoden-Gas strömt dann über die Einlassleitung 280 zu der Anoden-Seite des CO-Filters 270, was weiter die Menge des CO in dem Ano den-Gas reduziert. Das zweifach gefilterte Anoden-Gas strömt dann über die Lei tung 290 zur Mischkammer 275. Das vermischte Anoden-Gas strömt dann zu dem Brennstoffzellen-Stapel 30, um von den Brennstoffzellen 40 verwendet zu wer den.

Eine beispielhafte Ausführung der Brennstoffzelle 35 soll nun beschrieben wer den. Fig. 6 zeigt einen partiellen Querschnitt der Brennstoffzelle 40, die eine Ka thoden-Strömungsfeldplatte 410, eine Anoden-Strömungsfeldplatte 420 und eine Membran-Elektroden-Anordnung (MEA) 415 umfasst, die ein festes Elektrolyt 430, eine kathodische Katalysator-Schicht 440 und eine anodische Katalysator- Schicht 450 und Gas-Diffusions-Schichten (GDLs) 460 und 470 aufweist. Die Brennstoffzellen 40 können angeordnet werden, so dass die hintere Oberfläche einer Kathoden-Strömungsfeldplatte einer Brennstoffzelle als die Anoden- Strömungsfeldplatte in der nächsten Brennstoffzelle dient. Mehrere Kühlmittel- Strömungsfeldplatten (unten beschrieben) können ebenso in dieser Anordnung verwendet werden.

Das Elektrolyt 430 ist im Allgemeinen eines, wie vorhergehend unter Bezugnah me auf das Elektrolyt 150 beschrieben wurde.

Die kathodische Katalysator-Schicht 440 kann aus einem Material gebildet wer den, das geeignet ist, mit Wasserstoff, Elektronen und Protonen zur Bildung von Wasser zusammenzuwirken. Beispiele von solchen Materialien umfassen bei spielsweise Platin, Platin-Legierungen und auf Ruß dispergierte edle Metalle. Die Katalysator-Schicht 440 kann, wie vorhergehend unter Bezugnahme auf die Ano de 130 beschrieben, präpariert werden.

Die anodische Katalysator-Schicht 450 kann aus einem Material gebildet werden, das geeignet ist, mit Wasserstoff zur Bildung von Protonen und Elektronen zu sammenzuwirken. Beispiele von solchen Materialien umfassen beispielsweise Platin, Platin-Legierungen und auf Ruß dispergiertes Platin. Die Katalysator- Schicht 450 kann, wie vorhergehend unter Bezugnahme auf die Anode 130 be schrieben, präpariert werden.

Die Gas-Diffusions-Schichten 460 und 470 sind typischerweise aus einem Mate rial gebildet, wie vorhergehend unter Bezugnahme auf die GDLs 190 und 200 beschrieben. Zusätzlich sollten die Gas-Diffusions-Schichten 460 und 470 elekt risch leitfähig sein, so dass Elektronen von der Katalysator-Schicht 450 zu der Strömungsfeldplatte 420 und von der Strömungsfeldplatte 410 der Katalysator- Schicht 440 fließen können.

Fig. 7 zeigt eine Kathoden-Strömungsfeldplatte 410, die einen Einlass 480, einen Auslass 490 und lichte Kanäle 500 aufweist, die einen Strömungspfad für das Kathoden-Gas von dem Einlass 410 zu dem Auslass 490 definieren. Ein Katho den-Gas strömt von der Kathoden-Gas-Einlassleitung 80 und tritt in die Strö mungsfeldplatte 410 über den Einlass 480 zu der Kathoden-Auslassleitung 90 ein. Das Kathoden-Gas strömt dann entlang den Kanälen 500 und tritt über den Aus lass 490 an der Strömungsfeldplatte 410 aus. Während das Kathoden-Gas entlang den Kanälen 500 strömt, kann der in dem Kathoden-Gas enthaltene Wasserstoff die Gas-Diffusions-Schicht 460 durchdringen und mit der Katalysator-Schicht 440 zusammenwirken. Die an der Schicht 440 vorliegenden Elektronen und Protonen reagieren mit dem Wasserstoff unter Ausbildung von Wasser. Das Wasser kann durch die Diffusions-Schicht 460 zurückströmen, in den Kathoden-Gasstrom in den Kanälen 500 eintreten, und die Platte 410 durch den Kathoden- Strömungsfeldplatten-Auslass 490 verlassen.

Fig. 8 zeigt eine Anoden-Strömungsfeldplatte 420 mit einem Einlass 510, einem Auslass 520 und lichten Kanälen 530, die einen Strömungspfad für ein Anoden- Gas vom Einlass 510 zu dem Auslass 520 definieren. Ein Anoden-Gas fließt von der Anoden-Gas-Einlassleitung 60 und tritt über die Leitung 510 in die Strö mungsfeldplatte 420 ein. Dann strömt das Anoden-Gas entlang den Kanälen 530 und verlässt die Strömungsfeldplatte 420 über den Auslass 520 zu der Anoden- Auslassleitung 70. Während das Anoden-Gas entlang den Kanälen 530 strömt, kann der in dem Anoden-Gas enthaltene Wasserstoff die Gas-Diffusions-Schicht 470 durchdringen und mit der Katalysator-Schicht 450 zur Bildung von Protonen und Elektronen zusammenwirken. Die Protonen passieren durch das feste Elekt rolyt 430 und die Elektronen werden durch die Gas-Diffusions-Schicht 470 zur Anoden-Strömungsfeldplatte 420 geführt und strömen schließlich durch einen äußeren Verbraucher zur Kathoden-Strömungsfeldplatte 410.

Die während der Brennstoffzellen-Reaktion produzierte Wärme wird von der Brennstoffzelle 40 entfernt, indem ein Kühlmittel durch die Brennstoffzelle 40 über eine Kühlmittel-Strömungsfeldplatte strömt. Fig. 9 zeigt eine Kühlmittel- Strömungsfeldplatte 540 mit einem Einlass 550, einem Auslass 560 und lichten Kanälen 570, die einen Strömungspfad für das Kühlmittel von dem Einlass 550 zu dem Auslass 560 definieren. Das Kühlmittel tritt von der Kühlmittel- Einlassleitung 100 über den Einlass 550 in die Brennstoffzelle 40 ein, fließt ent lang den Kanälen 570 und absorbiert Wärme, und verlässt die Brennstoffzelle 40 über den Auslass 560 zu der Kühlmittel-Auslassleitung 110.

Brennstoffzellen 40 sind innerhalb eines Brennstoffzellen-Stapels 30 so angeord net, dass Einlässe 510 konfiguriert werden, um in Fluid-Verbindung mit der Ano den-Gas-Einlassleitung 60 zu stehen, und dass Auslässe 520 konfiguriert werden, um in Fluid-Verbindung mit der Anoden-Gas-Auslassleitung 70 zu stehen. In ähnlicher Weise werden Einlässe 480 konfiguriert, um in Fluid-Verbindung mit der Kathoden-Gas-Einlassleitung 80 zu stehen, und werden Auslässe 490 konfigu riert, um in Fluid-Verbindung mit der Kathoden-Gas-Auslass-Leitung 90 zu ste hen. Ebenso werden Einlässe 550 konfiguriert, um in Fluid-Verbindung mit der Kühlmittel-Einlassleitung 100 zu stehen und werden Auslässe 560 konfiguriert, um in Fluid-Verbindung mit der Kühlmittel-Gas-Auslassleitung 110 zu stehen.

Verfahren zur Herstellung von Membran-Elektroden-Anordnungen sind bekannt und beispielsweise in US-Patent Nr. 5,211,984 beschrieben, das durch Bezug nahme hier integriert wird.

In anderen Ausgestaltungen kann MEA 120 im Filter 50 oder 210 in anderen Konfigurationen gebildet werden, die den Oberflächenbereich-Kontakt zwischen dem Anoden-Gas und der Anode der MEA maximieren. Der CO-Filter kann eine Referenzelektrode verwenden, die sich von der Kathode der MEA unterscheidet. Die Referenzelektrode kann außerhalb des Filters liegen. Die Referenzelektrode kann eine andere als RHE sein.

Im Allgemeinen kann/können das Adsorptionspotential/die Adsorptionspotentiale jedes Potential sein, das die CO-Adsorption an der Anode maximiert; und kann/können das Oxidationspotential/die Oxidationspotentiale jedes Potential sein, welches ausreicht, um CO zu oxidieren. Der CO-Filter kann sein MEA zwi schen mehr als zwei Potentialen zyklisch durchlaufen. Beispielsweise kann das Brennstoffzellen-System einen CO-Sensor zwischen der Anoden-Gas-Versorgung und dem CO-Filter beinhalten. Die Adsorption-/Oxidationspotentiale und das Pro fil des zyklischen Durchlaufens des CO-Filters kann als Funktion von Betriebspa rametern, wie beispielsweise der CO-Konzentration der Anoden-Gas-Strömungs rate, der CO-Toleranzdosis der Brennstoffzellen, und des Leistungsausgangs jus tiert werden, um die Effizienz des Brennstoffzellen-Systems zu maximieren.

Mischkammer 275 kann ebenso in Brennstoffzellen-Systemen verwendet werden, die nur einen CO-Filter aufweisen.

Die vorhergehend beschriebenen Brennstoffzellen-Systeme können des Weiteren einen oder mehrere CO-Filter stromabwärts des Brennstoffzellen-Stapels bein halten, wobei die Anoden-Gas-Auslassleitung 70 in Fluid-Verbindung mit der Anode des Filters steht. Durch den Betrieb des Filters/der Filter, wie vorherge hend beschrieben, kann die CO-Emission von dem Brennstoffzellen-System redu ziert oder eliminiert werden. Ebenso kann der CO-Filter auf der Kathoden-Seite des Brennstoffzellen-Systems verwendet werden.

Andere Ausführungen finden sich in den Ansprüchen.

Claims

1. Brennstoffzellen-System aufweisend:
eine Brennstoff-Gasversorgung;
eine Brennstoffzelle, die eine Elektrode in Fluid-Verbindung mit der Brennstoff-Gasversorgung aufweist;
eine elektrochemische Zelle aufweisend:
eine Kathode;
eine Anode in Fluid-Verbindung mit der Brennstoff-Gasversorgung und der Elektrode der Brennstoffzelle; und
ein Elektrolyt in elektrischer Verbindung mit der Kathode und Anode; und
eine Vorrichtung in elektrischer Verbindung mit der Anode und der Ka thode, wobei die Vorrichtung geeignet ist, um das Potential der Anode re lativ zu der Kathode zu variieren.

2. Brennstoffzellen-System nach Anspruch 1, wobei das Elektrolyt eine feste Polymer-Elektrolyt-Membran aufweist.

3. Brennstoffzellen-System nach Anspruch 1, wobei die elektrochemische Zelle zwischen der Brennstoff-Gasversorgung und der Brennstoffzelle ist.

4. Brennstoffzellen-System nach Anspruch 1, wobei die Brennstoffzelle zwi schen der Brennstoff-Gasversorgung und der elektrochemischen Zelle ist.

5. Brennstoffzellen-System nach Anspruch 1, wobei die Brennstoff- Gasversorgung ein Reformer ist, der geeignet ist, ein Gas herzustellen, das Wasserstoff aufweist.

6. Brennstoffzellen-System nach Anspruch 1, wobei die elektrochemische Zelle als eine Membran-Elektroden-Anordnung angeordnet ist.

7. Brennstoffzellen-System, aufweisend:
eine Brennstoffzelle aufweisend:
eine Elektrode;
eine elektrochemische Zelle aufweisend:
eine Kathode;
eine Anode in Fluid-Verbindung mit der Elektrode der Brennstoffzelle;
ein Elektrolyt in elektrischer Verbindung mit der Kathode und der Anode; und
eine Vorrichtung in elektrischer Verbindung mit der Anode der elektro chemischen Zelle, wobei die Vorrichtung geeignet ist, das Potential der Anode zu variieren.

8. Brennstoffzellen-System nach Anspruch 7, wobei das Elektrolyt ein festes Polymer aufweist.

9. Brennstoffzellen-System nach Anspruch 8, wobei das feste Polymer Sul fonsäure-Gruppen aufweist.

10. Brennstoffzellen-System nach Anspruch 7, wobei die Anode ein Material aufweist, das aus der aus Ruthenium, Molybdän und Iridium bestehenden Gruppe ausgewählt ist.

11. Brennstoffzellen-System nach Anspruch 7, wobei die elektrochemische Zelle aufweist:
eine erste Katalysator-Schicht, die die Kathode bildet;
eine zweite Katalysator-Schicht, die die Anode bildet; und
ein festes Elektrolyt zwischen der ersten und zweiten Schicht.

12. Brennstoffzellen-System nach Anspruch 11, weiter aufweisend:
eine erste Gas-Diffusions-Schicht; und
eine zweite Gas-Diffusions-Schicht,
wobei die erste Katalysator-Schicht zwischen der ersten Gas-Diffusions- Schicht und dem festen Elektrolyt und die zweite Katalysator-Schicht zwi schen der zweiten Gas-Diffusions-Schicht und dem festen Elektrolyt ist.

13. Brennstoffzellen-System nach Anspruch 11, wobei das feste Elektrolyt eine feste Polymer-Elektrolyt-Membran ausweist.

14. Brennstoffzellen-System nach Anspruch 11, wobei die zweite Katalysator- Schicht ein Material aufweist, das aus der aus Ruthenium, Molybdän und Iridium bestehenden Gruppe ausgewählt ist.

15. Brennstoffzellen-System nach Anspruch 7, wobei die Vorrichtung geeig net ist, um das Potential der Anode gegenüber dem Potential der Kathode zu steuern.

16. Brennstoffzellen-System nach Anspruch 15, wobei die Kathode geeignet ist, um als Referenz-Wasserstoff-Elektrode zu dienen.

17. Brennstoffzellen-System nach Anspruch 7, weiter aufweisend:
eine zweite elektrochemische Zelle aufweisend:
eine Kathode;
eine Anode in Fluid-Verbindung mit der Elektrode der Brennstoffzelle; und
ein Elektrolyt in elektrischer Verbindung mit der Kathode und der Anode.

18. Brennstoffzellen-System nach Anspruch 17, wobei die Kathode der ersten elektrochemischen Zelle in Fluid-Verbindung mit der Kathode der zweiten elektrochemischen Zelle ist.

19. Brennstoffzellen-System nach Anspruch 7, weiter aufweisend eine Misch kammer in Fluid-Verbindung mit der Anode und der Elektrode der Brenn stoffzelle.

20. Brennstoffzellen-System nach Anspruch 7, weiter aufweisend:
ein Brennstoff-Versorgungssystem in Fluid-Verbindung mit der Anode.

21. Brennstoffzellen-System nach Anspruch 20, wobei das Brennstoff- Versorgungssystem einen Reformer aufweist.

22. Verfahren zum Behandeln einer Gasströmung in einem Brennstoffzellen- System, wobei das Verfahren umfasst:
Kontaktieren einer Anode einer elektrochemischen Zelle mit einem Ein lass-Gasstrom; und
Verändern des Potentials der Anode.

23. Verfahren nach Anspruch 22, wobei das Verändern des Potentials der Anode das zyklische Durchlaufen des Potentials zwischen einem ersten Potential und einem zweiten Potential umfasst.

24. Verfahren nach Anspruch 23, wobei das zyklische Durchlaufen des Poten tials als eine Funktion der Zeit durchgeführt wird.

25. Verfahren nach Anspruch 23, wobei das zyklische Durchlaufen des Poten tials als eine Funktion eines detektierten Stroms durchgeführt wird.

26. Verfahren nach Anspruch 23, wobei das erste Potential auf einem Pegel liegt, der ausreichend für Kohlenmonoxid ist, von der Anode absorbiert zu werden; und
wobei das zweite Potential auf einem Pegel liegt, der ausreichend ist, für die Anode, das absorbierte Kohlenmonoxid zu oxidieren.

27. Verfahren nach Anspruch 22, wobei das Potential der Anode ausreichend ist für die Anode, um Kohlenmonoxid zu oxidieren.

28. Verfahren nach Anspruch 22, wobei das Potential der Anode bezüglich der Referenz-Wasserstoff-Elektrode ungefähr Null ist.

29. Verfahren nach Anspruch 22, wobei das Potential der Anode gegenüber einem Potential einer Kathode der elektrochemischen Zelle verändert wird.

30. Verfahren nach Anspruch 22, weiter umfassend das Kontaktieren des Ein lass-Gasstromes mit einer Anode einer zweiten elektrochemischen Zelle.

31. Verfahren nach Anspruch 22, weiter umfassend das Vermischen des Ein lass-Gasstroms.