4中。这造成容器34中的压力显著增加。压力的增加促进容器34中的水蒸气的冷凝。
[0030]在步骤56中，切断燃料至燃料电池组件12的供应。
[0031]在步骤58中，当切断反应试剂至燃料电池组件12的供应时，使容器34中的燃料经由第一出口 26返回至燃料电池组件12。更具体地，当第一阀32关闭时，由于在燃料电池组件12中消耗反应试剂，燃料电池组件12中的压力变得低于容器34中的压力。容器34内的反应试剂气体之后通过相同路径反向流动进入燃料电池组件12并且使通道20端部附近积累的蒸汽分散进入通道20的顶部部分。应强调容器34中的反应试剂气体不简单地通过入口 24返回至燃料电池而是通过相同路径返回，因此能够使蒸汽沿着燃料电池组件12的通道20分散。当容器34中的燃料返回至燃料电池组件12时，燃料电池组件12中积累的水因此分散。更具体地，阳极通道20的端部附近的水蒸汽分散至燃料电池装置10的上方部分。有利地，这有助于维持膜14中的均匀水分散并且避免燃料电池装置10的第一和第二通道20和22和气体扩散层中的溢流。
[0032]由于燃料从容器34反向流动至其中消耗燃料的燃料电池组件12，容器34中的压力下降。由于燃料电池组件12被连续供应来自外部源或容器34的燃料，尽管来自外部源的燃料供应中断，燃料电池装置10中的电化学反应仍然继续，因此对燃料电池装置10的功率输出产生很少破坏或不产生破坏。
[0033]在步骤52中，燃料被再次供应至燃料电池组件12，并且燃料电池装置10进入新的压力转换周期。
[0034]当燃料电池操作时压力转换周期连续，当燃料电池不再操作时压力转换周期终止。
[0035]反应试剂(在该实施方案中为燃料)至燃料电池组件12的供应可以为时间调节的、压力调节的或时间和压力调节的。在时间调节的实施方案中，可以在约3s和约20s之间的期间之后通过关闭第一阀32从而切断反应试剂至燃料电池组件12的供应。在相同或不同的实施方案中，可以在切断反应试剂的供应达约Is和约7s之间的期间之后再次打开第一阀32。第一阀32可以自动地再次打开从而允许反应试剂气体再次流入第一通道20和容器34。在压力调节的实施方案中，当由于燃料电池装置10中反应试剂气体的消耗使得容器34中的压力降低至约1.5巴的预定水平时反应试剂被再次供应至燃料电池组件12。
[0036]当容器34中已经积累大量液体水38时，液体水38可以经由水出口 36从容器34中排出。
[0037]尽管参考在阳极死端模式下操作的燃料电池描述了操作燃料电池的方法50，本领域技术人员应理解本发明的方法不仅限于阳极死端模式。在替代性实施方案中，方法50可以应用于在阴极死端模式或阳极死/阴极死模式下操作的燃料电池。在阴极死端模式的实施方案中，所涉及的反应试剂为氧化剂，例如纯氧气。下文参考图5描述所述实施方案的一个实施例。在阳极死/阴极死模式的实施方案中，存在两种所涉及的反应试剂:燃料和氧化剂。第二反应试剂的一部分被迫通过燃料电池组件并且经由第二出口进入第二容器。燃料电池组件中的水通过第二反应试剂的对流流动经由第二出口进入第二容器。第二反应试剂的所述部分和水保持在第二容器中，并且当切断第二反应试剂至燃料电池组件的供应时，使第二容器中的第二反应试剂经由第二出口返回至燃料电池组件。下文参考图7描述所述实施方案的一个实施例。
[0038]现在参考图3，显示了显示图1的燃料电池装置10中随时间变化的氢气压力的曲线。正如通过图3可见，燃料电池装置10中的氢气压力的高值为约2巴并且当第一阀32打开时维持于该压力(Ps )。当第一阀32关闭时，燃料电池装置10中的氢气压力开始下降，因为从容器34返回至燃料电池组件12的氢气被消耗。当氢气压力下降至低于约1.5巴(Pffi)时，第一阀32再次打开，并且燃料电池装置10进入新的压力转换周期。正如通过图3也可见，容器34中的压力保持在约1.5巴和约2巴之间从而促进压力反向转换。压力转换容器34中的压力不下降至大气压力。
[0039]现在参考图4，显示了显示图1的燃料电池装置10中随时间变化的功率输出的曲线。正如通过图4可见，燃料电池装置10的功率输出在相对长的操作期间保持稳定。
[0040]上文参考图1-4描述了通过压力转换和过量水排出从而管理阳极侧的水的固体聚合物燃料电池系统10。燃料电池装置10中的压力转换容器34提供多个功能；容器34充当压力调节器、缓冲槽和液体气体分离器。在所描述的实施方案中，在压力转换的过程中燃料电池端部附近的水被推至阳极通道的前方部分。有利地，这有助于在电池内平均地分散水并且避免局部溢流。因此，存在很少或不存在由于溢流造成的随时间变化的电压衰减。此外，由于系统完全无需清洗，亦即系统连续运转而无清洗过程，相比于需要周期性气体清洗的在死端模式下操作的常规燃料电池系统实现更好的燃料效率。
[0041]现在参考图5，显示了根据本发明的另一个实施方案的燃料电池装置100。燃料电池装置100包括燃料电池组件102，所述燃料电池组件102具有夹在阴极106和阳极108之间的质子交换膜(PEM) 104。一系列第一通道110和一系列第二通道112与燃料电池组件102的膜电极组件流体连通。燃料电池组件102的一系列第一通道110包括燃料入口 114和燃料出口 116，燃料电池组件102的一系列第二通道112包括氧化剂入口 118和氧化剂出口 120。第一阀122连接至氧化剂入口 118，并且容器124连接至氧化剂出口 120。容器124与燃料电池组件102流体连通并且形成燃料电池装置100中的阴极死端。容器124设置有水出口 126从而从容器124中排出水128。第二阀130连接至水出口 126。
[0042]图5中所示的实施方案基本上与图1相似，不同之处在于其显示了在阳极打开/阴极死模式的条件下操作的燃料电池系统。在该实施方案中，连续的燃料流通过燃料入口114供应至燃料电池装置100的阳极侧并且燃料出口 116不堵住。第一阀122被布置成控制氧化剂至燃料电池组件102的供应。氧化剂至燃料电池组件102的供应可以为时间调节的、压力调节的或时间和压力调节的。在该实施方案中氧化剂为纯氧气。在一个实施方案中，氧化剂在约2巴的压力下周期性地供应至燃料电池组件102。使用容器124从而堵住氧化剂出口 120，因此形成在阴极死端模式下操作的燃料电池组件。在该实施方案中，由于没有排出未反应的氧化剂，氧化剂利用效率得以改进。燃料电池装置100以与图1所示相似的方式操作。因此，不需要图5的元件的详细描述用于完整理解本发明。
[0043]现在参考图6，显示了显示图5的燃料电池装置100中随时间变化的氧气压力的曲线。正如通过图6可见，燃料电池装置100中的氧气压力的高值为约2巴并且当第一阀122打开时维持于该压力(Ps )。当第一阀122关闭时，燃料电池装置100中的氧气压力开始下降，因为从容器124返回至燃料电池组件102的氧气被消耗。当氧气压力下降至低于约1.2巴(Pis )时，第一阀122再次打开，并且燃料电池装置100进入新的压力转换周期。正如通过图6也可见，容器124中的压力保持在约1.2巴和约2巴之间从而促进压力反向转换。压力转换容器124中的压力不下降至大气压力。
[0044]现在参考图7，显示了根据本发明的又一个实施方案的燃料电池装置150。燃料电池装置150包括燃料电池组件152，所述燃料电池组件152具有夹在阴极156和阳极158之间的质子交换膜(PEM) 154。一系列第一通道160和一系列第二通道162与燃料电池组件152的膜电极组件流体连通。燃料电池组件152的一系列第一通道160包括燃料入口 164和燃料出口 166，燃料电池组件152的一系列第二通道162包括氧化剂入口 168和氧化剂出口 170。第一阀172连接至燃料入口 164，并且第一容器174连接至燃料出口 166。第一容器174与燃料电池组件152流体连通并且形成燃料电池装置150中的阳极死端。容器174设置有第一水出口 176从而从第一容器174中排出水178。第二阀180连接至第一水出口176。第三阀182连接至氧化剂入口 168，并且第二容器184连接至氧化剂出口 170。第二容器184与燃料电池组件152流体连通并且形成燃料电池装置150中的阴极死端。第二容器184设置有第二水出口