FR2930681A1

FR2930681A1 - Cathode humidifier bypass system for proton exchange membrane fuel cell in e.g. public transport field, has pipe placed between pipe exhausting gas from stack and water rejecting pipe to form outlet bypass

Info

Publication number: FR2930681A1
Application number: FR0852847A
Authority: FR
Inventors: Brian Besancon; Mathieu Lefebvre
Original assignee: Air Liquide SA; LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
Current assignee: Air Liquide SA; LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
Priority date: 2008-04-28
Filing date: 2008-04-28
Publication date: 2009-10-30

Abstract

The system has pipe (9) provided with a valve (10) and placed between a pipe (3) supplying comburant gas to a humidifier (4) and a pipe (5) supplying the comburant gas to a stack (6) for forming an inlet bypass. A pipe (11) is provided with a valve (12) and placed between a pipe (7) exhausting the gas from the stack and a water rejecting pipe (8) for forming an outlet bypass. The humidifier is placed in fluid communication with the pipes (3, 5, 7, 8). An independent claim is also included for a method for eliminating water droplets formed in a stack of a proton exchange membrane fuel cell.

Description

La présente invention est relative à une pile à combustible de type PEM, et plus particulièrement à une pile à combustible de type PEM dotée de systèmes de court-circuit ou bypass de l'humidificateur. The present invention relates to a PEM type fuel cell, and more particularly to a PEM type fuel cell with short-circuit or bypass systems of the humidifier.

La Pile à Combustible fonctionne selon le procédé inverse de l'électrolyse. Elle restitue de l'eau à partir d'hydrogène et de l'oxygène de l'air en produisant de l'électricité et de la chaleur. Cette réaction non polluante (la pile ne produit que de l'eau) est obtenue dans chacune des cellules de base qui sont associées pour constituer un module d'énergie de la puissance souhaitée : le stack. Les Piles à Combustible présentent de nombreux avantages, et notamment : - de hauts rendements énergétiques le rendement net électrique d'une pile varie entre 30 et 70 %, en comparaison, celui d'un moteur à combustion est en moyenne de 20 % ; - de faibles niveaux sonores : seuls certains organes comme le compresseur, le système de ventilation produisent un léger bruit. Les émissions sonores sont très faibles de l'ordre de 40 à 50 dB à 1m ; - modularité la pile est constituée de cellules élémentaires mises en série et en parallèle pour obtenir le couple tension-intensité désiré. The Fuel Cell works by the opposite process of electrolysis. It restores water from hydrogen and oxygen from the air, producing electricity and heat. This non-polluting reaction (the battery produces only water) is obtained in each of the base cells which are associated to constitute a module of energy of the desired power: the stack. Fuel cells have many advantages, and in particular: - high energy efficiency net electric efficiency of a battery varies between 30 and 70%, in comparison, that of a combustion engine is on average 20%; - low sound levels: only certain components such as the compressor and the ventilation system produce a slight noise. The noise emissions are very low of the order of 40 to 50 dB at 1m; - Modularity The stack consists of elementary cells placed in series and in parallel to obtain the desired voltage-intensity torque.

Malgré les récents progrès de développement et l'émergence de nouveaux matériaux qui ont permis d'envisager différentes applications des piles à combustible dans les domaines du transport public, du stationnaire, du petit portable et de la distribution d'énergie, les industriels travaillent toujours à l'amélioration des performances de ces piles. Despite recent development progress and the emergence of new materials that have made it possible to consider different applications of fuel cells in the fields of public transport, stationary, small portable and energy distribution, industrialists are still working to improve the performance of these batteries.

L'un des éléments connus et susceptibles de diminuer ces performances provient du contrôle du taux d'humidité dans le stack. Par ailleurs, il est nécessaire de rendre l'allumage de telles piles possibles dans toutes les conditions atmosphériques. Ainsi, il est apparu qu'à densité de courant élevée, l'eau s'accumule dans les canaux et bloque l'alimentation en réactifs, réduisant de ce fait la surface active de l'ensemble électrode-membrane-électrode (EME ou Membrane Electrode Assembly MEA en anglais). Il est alors nécessaire d'augmenter le débit d'alimentation en réactifs et la stoechiométrie afin d'éliminer l'eau liquide. Cependant ceci entraîne une consommation accrue du compresseur et donc une perte de performance de la pile. En outre des dommages mécaniques irréversibles des membranes de diffusion des gaz peuvent être causés par une accumulation d'eau dans les canaux. Même si le design des microcanaux, le design des plaques, le choix des matériaux, les propriétés des gaz d'alimentation, la densité de courant, la température de fonctionnement, la pression d'assemblage, etc, sont paramétrés pour optimiser le fonctionnement des piles, des hétérogénéités dans le contrôle de ces paramètres conduisent à des conditions opératoires non prévisibles qui rendent inévitable la formation de gouttelettes d'eau. Il convient donc de doter les systèmes de moyens efficaces d'élimination de ces gouttelettes. Une proposition de solution à la perte de performance par accumulation d'eau a été décrite dans la demande de brevet US2006/0029837. Cependant cette solution ne s'avère pas complètement satisfaisante. De façon inattendue et surprenante, les présents inventeurs ont trouvé qu'il était possible de palier aux difficultés de fonctionnement d'une pile à combustible dont le système cathodique est relié à un humidificateur en la dotant d'un système de bypass de l'humidificateur dans le sens entrant et d'un système de bypass de l'humidificateur dans le sens sortant. Ce système est particulièrement adapté aux piles à combustibles dont le système cathodique est doté de son propre humidificateur, c'est-à-dire aux piles à combustibles dont l'humidification du système cathodique et l'humidification du système anodique sont indépendants. De telles piles sont par exemple décrites dans FR 2 843 236. One of the elements known and likely to reduce these performances comes from the control of the moisture content in the stack. Furthermore, it is necessary to make the ignition of such batteries possible in all atmospheric conditions. Thus, it has been found that at high current density, water accumulates in the channels and blocks reagent supply, thereby reducing the active surface of the electrode-membrane-electrode assembly (EME or Membrane). Assembly Electrode MEA). It is then necessary to increase the feed rate of reagents and stoichiometry to remove liquid water. However, this leads to increased consumption of the compressor and therefore a loss of performance of the battery. In addition, irreversible mechanical damage to the gas diffusion membranes can be caused by a build-up of water in the channels. Even though microchannel design, plate design, material selection, feed gas properties, current density, operating temperature, assembly pressure, etc. are set to optimize the operation of the microchannels. heterogeneities in the control of these parameters lead to unpredictable operating conditions that make the formation of water droplets inevitable. It is therefore necessary to provide the systems with effective means of eliminating these droplets. A proposal for a solution to the loss of performance by water accumulation has been described in patent application US2006 / 0029837. However this solution does not prove completely satisfactory. Surprisingly and surprisingly, the present inventors have found that it is possible to overcome the operating difficulties of a fuel cell whose cathode system is connected to a humidifier by providing a humidifier bypass system. in the incoming direction and a bypass system of the humidifier in the outgoing direction. This system is particularly suitable for fuel cells whose cathode system is equipped with its own humidifier, that is to say the fuel cells whose humidification of the cathode system and humidification of the anode system are independent. Such cells are for example described in FR 2 843 236.

Ainsi l'invention a pour objet un système de bypass d'un humidificateur de cathode de pile à combustible comprenant : - un humidificateur ; - un stack ; - un conduit d'amenée du gaz comburant, tel que 15 l'air, dans l'humidificateur; - un conduit d'alimentation en gaz comburant du stack ; - un conduit de sortie du gaz comburant du stack ; et - un conduit de rejet de l'eau ; ledit humidificateur étant en communication fluide avec : 20 - le conduit d'amenée du gaz comburant, afin de permettre l'humidification du gaz comburant entrant, - le conduit d'alimentation en gaz comburant du stack, - le conduit de sortie du gaz comburant du stack, et - le conduit de rejet de l'eau ; 25 un premier conduit doté d'une vanne étant disposé entre le conduit d'amenée du gaz comburant dans l'humidificateur et le conduit d'alimentation en gaz comburant du stack, formant ainsi un premier bypass de l'humidificateur (qui est appelé dans ce qui suit bypass entrant); 30 un second conduit doté d'une vanne étant disposé entre le conduit de sortie du gaz comburant du stack et le conduit de rejet du gaz comburant, formant ainsi un second bypass de l'humidificateur (qui est appelé dans ce qui suit bypass sortant). Par le conduit de rejet de l'eau, l'eau évacuée est mélangée avec le gaz appauvri en oxygène sortant du stack. Thus, the invention relates to a bypass system of a fuel cell cathode humidifier comprising: a humidifier; - a stack; a conduit for supplying the oxidizing gas, such as air, into the humidifier; a conduit for supplying the stack with oxidant gas; an outlet pipe for the comburant gas of the stack; and - a water discharge duct; said humidifier being in fluid communication with: - the supply duct of the oxidizing gas, in order to allow the humidification of the incoming oxidizing gas, - the supply duct of the comburant gas of the stack, - the outlet duct of the oxidizing gas the stack, and - the water discharge pipe; A first conduit having a valve being disposed between the combustion gas supply duct in the humidifier and the combustion gas supply duct of the stack, thus forming a first bypass of the humidifier (which is called in the following incoming bypass); A second conduit having a valve being disposed between the stack oxidant gas outlet conduit and the oxidizer gas rejection conduit, thereby forming a second bypass of the humidifier (hereinafter referred to as outgoing bypass) . Through the water rejection pipe, the evacuated water is mixed with the depleted oxygen gas leaving the stack.

Selon un premier mode de réalisation du système de l'invention, lesdites vannes sont actionnables simultanément. Ainsi, les deux systèmes de bypass, c'est-à-dire le bypass entrant et le bypass sortant sont activés ensemble, ainsi la majeure partie du fluide ne traverse plus l'humidificateur. According to a first embodiment of the system of the invention, said valves are operable simultaneously. Thus, the two bypass systems, i.e., the inbound bypass and the outgoing bypass are activated together, so most of the fluid no longer flows through the humidifier.

Dans la présente invention, on entend par la majeure partie , au moins 75%, de préférence au moins 90% et plus préférentiellement encore au moins 95%. Selon un second mode de réalisation, lesdites vannes sont actionnables indépendamment. Il est alors possible d'actionner la vanne du bypass entrant et ainsi le flux de gaz comburant entrant ne traverse plus l'humidificateur ou alors, il est possible d'actionner la vanne du bypass sortant et ainsi le flux sortant du stack est directement extrait du système. In the present invention, the major part is understood to mean at least 75%, preferably at least 90% and even more preferably at least 95%. According to a second embodiment, said valves are independently operable. It is then possible to actuate the valve of the incoming bypass and thus the flow of incoming oxidant gas no longer passes through the humidifier or, it is possible to actuate the outgoing bypass valve and thus the flow out of the stack is directly extracted of the system.

Dans un mode de réalisation avantageux, les vannes sont des vannes tout ou rien. Les vannes sont actionnées automatiquement, selon un schéma d'ouverture et de fermeture préétabli ou bien la fermeture et l'ouverture des vannes peut être provoquée par le déclenchement d'un évènement prédéfini. Selon un autre mode de réalisation, les vannes sont des vannes à ouverture variable qui permettent de moduler le flux et ainsi de réaliser des bypass partiels de l'humidificateur aussi bien sur le flux entrant que sur le flux sortant. In an advantageous embodiment, the valves are all or nothing valves. The valves are actuated automatically according to a pre-established opening and closing scheme or the closing and opening of the valves can be caused by the triggering of a predefined event. According to another embodiment, the valves are variable opening valves that modulate the flow and thus achieve partial bypass of the humidifier on both the incoming flow and the outgoing flow.

Ainsi, il est possible, de faire traverser uniquement une partie du flux entrant dans l'humidificateur, de façon à réguler le taux d'humidité de l'air tout en atténuant la perte de charge due à la traversée de l'humidificateur. Thus, it is possible to pass only a portion of the flow into the humidifier, so as to regulate the moisture content of the air while reducing the pressure drop due to the passage of the humidifier.

L'invention a également pour objet une pile à combustible du type PEM comprenant un système de bypass de l'humidificateur tel que décrit ci-dessus. La pile conforme à l'invention est une pile du type PEM dans laquelle uniquement le flux cathodique est humidifié dans l'humidificateur, le flux d'hydrogène à l'anode n'étant quant à lui pas humidifié par ce même humidificateur. Le flux cathodique ou gaz comburant est ou bien de l'oxygène ou bien, et de façon moins coûteuse, de l'air ambiant. L'invention a encore pour objet un procédé d'élimination des gouttelettes d'eau formées dans le stack d'une pile à combustible de type PEM suivant lequel l'eau accumulée dans le stack est forcée vers le conduit de sortie du stack par diminution de la perte de charge due à la présence de l'humidificateur. La perte de charge est diminuée par dérivation du flux de gaz comburant entrant qui ne traverse plus l'humidificateur (bypass entrant) et/ou par dérivation du flux de gaz comburant sortant du stack qui ne traverse plus l'humidificateur (bypass sortant). Le procédé est avantageusement mis en oeuvre à l'aide du système de bypass conforme à l'invention décrit précédemment. Selon un mode de réalisation avantageux du procédé de l'invention, le bypass entrant et le bypass sortant sont réalisés simultanément, ainsi une perte de charge minimale est imposée au flux. Celui-ci traverse le stack à un débit et une pression importants facilitant ainsi l'élimination des gouttelettes d'eau qui sont forcées mécaniquement par le flux traversant le stack vers la sortie. Le procédé de l'invention, peut ainsi permettre de diminuer la perte de charge d'au plus environ deux fois la perte de charge due à la présence de l'humidificateur. The invention also relates to a fuel cell of the PEM type comprising a bypass system of the humidifier as described above. The battery according to the invention is a battery of the PEM type in which only the cathode stream is humidified in the humidifier, the flow of hydrogen at the anode is not wetted by the same humidifier. The cathodic flow or oxidizing gas is either oxygen or, and less expensively, ambient air. The subject of the invention is also a method for eliminating water droplets formed in the stack of a PEM fuel cell, according to which the water accumulated in the stack is forced towards the outlet duct of the stack by decreasing the pressure loss due to the presence of the humidifier. The pressure drop is reduced by shunting the incoming oxidant gas flow that no longer crosses the humidifier (incoming bypass) and / or by shunting the combustion gas flow out of the stack that no longer crosses the humidifier (outgoing bypass). The method is advantageously implemented using the bypass system according to the invention described above. According to an advantageous embodiment of the method of the invention, the incoming bypass and the outgoing bypass are performed simultaneously, thus a minimal pressure drop is imposed on the flow. It crosses the stack at a significant flow and pressure, thus facilitating the elimination of water droplets that are mechanically forced by the flow through the stack to the outlet. The method of the invention can thus reduce the pressure drop by at most about twice the pressure drop due to the presence of the humidifier.

Selon un autre mode de réalisation, le bypass entrant et le bypass sortant sont réalisés séparément. Ce procédé est notamment approprié dans le cas de densité de courant moyenne, ou dans le cas où seuls quelques canaux sont bloqués par la présence de gouttelettes d'eau et qu'un effort mécanique moindre est nécessaire pour les débloquer. Selon un mode de réalisation avantageux, le bypass entrant est réalisé régulièrement pendant un temps t et à des intervalles AT, t étant compris entre 0,01s et 2s, de préférence entre 0,2s et 1s et plus préférentiellement encore entre 0,3s et 0,5s et AT étant compris entre 2s et 10 mn, de préférence entre 5s et 30s et plus préférentiellement encore entre 10s et 15s. Bien entendu, l'homme du métier est en mesure d'adapter les valeurs t et AT en fonction des conditions opératoires de la pile. Avantageusement le bypass sortant est réalisé simultanément. Il est ainsi possible de purger le système de façon systématique à des intervalles de temps régulier. Selon un mode de réalisation particulier, il est possible de purger le système dès lors que les performances diminuent. Le procédé inclut alors un paramétrage de l'ouverture et de la fermeture des vannes en fonction d'une valeur seuil d'un paramètre mesuré pendant tout le temps du procédé qui permet de détecter la présence d'eau liquide en excès. Le procédé est facile à mettre en oeuvre et permet une élimination régulière de toute gouttelette d'eau indésirable. Le procédé permet aussi de réaliser des démarrages lorsque les températures sont négatives. Dans ce cas, l'eau solidifiée dans l'humidificateur empêche toute alimentation du stack en flux d'air, alors on ouvre la vanne du bypass entrant, le gaz comburant alimente le stack, le gaz comburant réchauffé sortant est envoyé dans l'humidificateur entrainant le dégel progressif de l'eau de celui-ci. Dès que l'humidificateur a retrouvé une température de fonctionnement positive, la vanne du bypass entrant peut à nouveau être actionnée selon un fonctionnement normal de la pile. De manière analogue, à des températures négatives, si le stack est alimenté en air comburant humidifié, l'eau ainsi apportée dans les membranes peut se solidifier et obstruer la circulation des flux. On peut alors ouvrir la vanne du bypass entrant de telle sorte que de l'air sec soit amené dans le stack qui retrouvera peu à peu une température de fonctionnement positive, l'eau redeviendra liquide et pourra être éliminée. On peut également arrêter momentanément le fonctionnement de la pile et forcer de l'air sec dans le stack en ouvrant le bypass entrant tout en laissant fonctionner le compresseur, l'air sec entrant est alors forcé vers le conduit de sortie. Le procédé conforme à l'invention permet aussi le redémarrage du système lorsque l'humidificateur est trop humide ou complètement asséché. Dans le cas où celui-ci est trop humide, au démarrage, on maintient ouverte la vanne du bypass entrant et on ouvre la vanne du bypass sortant. Le gaz comburant entrant n'est pas humidifié et assèche l'humidificateur, et le flux sortant du stack, humidifié, est directement éliminé sans passage dans l'humidificateur. Dans le cas d'un humidificateur asséché, au démarrage on ouvre la vanne du bypass entrant en maintenant fermée la vanne du bypass sortant, le gaz comburant est introduit dans le stack, le flux sortant enrichi en eau est alors introduit dans l'humidificateur pour recharger celui-ci en humidité. L'invention va être décrite à l'aide du dessin suivant qui est donné uniquement à titre illustratif et non limitatif. Sur ce dessin, la figure 1 représente de façon schématique un système cathodique d'une pile à combustible conforme à l'invention. According to another embodiment, the incoming bypass and the outgoing bypass are made separately. This method is particularly suitable in the case of average current density, or in the case where only a few channels are blocked by the presence of water droplets and less mechanical effort is required to unlock them. According to an advantageous embodiment, the incoming bypass is carried out regularly for a time t and at intervals AT, t being between 0.01s and 2s, preferably between 0.2s and 1s and still more preferably between 0.3s and 0.5s and AT being between 2s and 10min, preferably between 5s and 30s and more preferably between 10s and 15s. Of course, those skilled in the art are able to adapt the values t and AT depending on the operating conditions of the battery. Advantageously, the outgoing bypass is realized simultaneously. It is thus possible to purge the system systematically at regular intervals of time. According to a particular embodiment, it is possible to purge the system when the performance decreases. The method then includes a parameterization of the opening and closing of the valves as a function of a threshold value of a parameter measured during the entire process time which makes it possible to detect the presence of excess liquid water. The process is easy to implement and allows a regular removal of any droplet of unwanted water. The method also makes it possible to start when the temperatures are negative. In this case, the water solidified in the humidifier prevents any supply of the stack in airflow, so we open the valve of the incoming bypass, the combustion gas feeds the stack, the outgoing heated oxidant gas is sent into the humidifier causing the gradual thawing of the water of it. As soon as the humidifier regains a positive operating temperature, the incoming bypass valve can be operated again according to normal battery operation. Similarly, at negative temperatures, if the stack is supplied with humidified combustion air, the water thus introduced into the membranes can solidify and obstruct the flow circulation. The bypass valve can then be opened in such a way that dry air is brought into the stack which will gradually regain a positive operating temperature, the water will become liquid again and can be eliminated. It is also possible to temporarily stop the operation of the battery and force dry air into the stack by opening the incoming bypass while leaving the compressor running, the incoming dry air is then forced to the outlet duct. The method according to the invention also allows the restart of the system when the humidifier is too wet or completely dried. In the case where it is too wet, at start-up, the inlet bypass valve is kept open and the outgoing bypass valve is opened. The incoming oxidant gas is not humidified and dries the humidifier, and the flow out of the stack, humidified, is directly eliminated without passing through the humidifier. In the case of a dry humidifier, at start-up the valve of the incoming bypass valve is opened by keeping the outgoing bypass valve closed, the oxidizing gas is introduced into the stack, the outgoing stream enriched with water is then introduced into the humidifier for recharge it with moisture. The invention will be described with the aid of the following drawing which is given solely for illustrative and non-limiting purposes. In this drawing, Figure 1 shows schematically a cathode system of a fuel cell according to the invention.

De l'air, en tant que gaz comburant, est amené par le conduit 1 dans un compresseur ou surpresseur 2, puis par l'intermédiaire d'un conduit 3 dans l'humidificateur 4. L'air humidifié ressort de l'humidificateur 4 par un conduit 5 qui permet d'alimenter le stack 6. L'air sortant du stack 6 est renvoyé par le conduit 7 vers l'humidificateur 4 où il est rejeté par le conduit 8. Un bypass 9, doté d'une vanne de régulation 10, est placé entre les canalisations 3 et 5, ce bypass est appelé bypass entrant. Un second bypass 11, doté d'une vanne de régulation 12, est placé entre les canalisations 7 et 8, ce bypass est appelé bypass sortant. Ainsi, en fonctionnement classique, les vannes 10 et 12 sont fermées et régulièrement on pratique une purge du système en ouvrant simultanément les vannes 10 et 12. Air, as a combustion gas, is fed through line 1 into a compressor or booster 2, then through a duct 3 into the humidifier 4. The humidified air leaves the humidifier 4 by a conduit 5 which supplies the stack 6. The air leaving the stack 6 is returned via the conduit 7 to the humidifier 4 where it is rejected by the conduit 8. A bypass 9, with a valve of regulation 10, is placed between the pipes 3 and 5, this bypass is called inbound bypass. A second bypass 11, equipped with a regulating valve 12, is placed between the pipes 7 and 8, this bypass is called outgoing bypass. Thus, in conventional operation, the valves 10 and 12 are closed and regularly purge the system by simultaneously opening the valves 10 and 12.

Lorsque les vannes 10 et 12 sont fermées, la pression totale imposée par le compresseur entre la sortie du compresseur et le conduit de rejet de l'eau est de Ptotale-Patm = 2xAP4 + AP6, AP4 étant la perte de charge due à l'humidificateur et AP6 étant la perte de charge due au stack. Par exemple, dans une pile délivrant un courant de 40A, la perte de charge due à l'humidificateur AP4 est d'environ 40mbar et la perte de charge due au stack AP6 est d'environ 100mbar. Si on considère le cas où la perte de charge entre les conduits 3 et 5 et entre les conduits 7 et 8 est de l'ordre de 40mbars, alors, lorsque l'on ouvre les vannes 10 et 12, la différence de pression entre les conduits 5 et 7 est de l'ordre de 80mbars supérieure à celle rencontrée lorsque les vannes 10 et 12 sont fermées. Cette différence de pression supplémentaire va provoquer une force supérieure sur les gouttelettes d'eau présentes dans les canaux du stack et provoquer leur drainage mécanique. Ceci est obtenu sans augmenter la puissance du compresseur, c'est-à-dire sans consommation d'énergie supplémentaire. When the valves 10 and 12 are closed, the total pressure imposed by the compressor between the outlet of the compressor and the water discharge duct is Ptotale-Patm = 2xAP4 + AP6, AP4 being the pressure drop due to the humidifier and AP6 being the pressure drop due to the stack. For example, in a battery delivering a current of 40A, the pressure drop due to the humidifier AP4 is about 40mbar and the pressure drop due to the AP6 stack is about 100mbar. If we consider the case where the pressure drop between the ducts 3 and 5 and between the ducts 7 and 8 is of the order of 40mbars, then, when the valves 10 and 12 are opened, the pressure difference between the ducts 5 and 7 is of the order of 80mbars greater than that encountered when the valves 10 and 12 are closed. This additional pressure difference will cause a greater force on the water droplets present in the stack channels and cause their mechanical drainage. This is achieved without increasing the power of the compressor, that is to say without additional energy consumption.

Bien entendu, en actionnant une seule des deux vannes, la différence de pression supplémentaire sera diminuée de moitié. Elle peut néanmoins être suffisante dans les cas où des quantités moindres d'eau doivent être éliminées.5 Of course, by operating one of the two valves, the additional pressure difference will be reduced by half. It may nevertheless be sufficient in cases where lesser amounts of water have to be removed.5

Claims

REVENDICATIONS1. A fuel cell cathode humidifier bypass system comprising: - a humidifier (4); - a stack (6); a conduit for supplying the combustion gas into the humidifier (3); a pipe for supplying oxidant gas to the stack (5); an outlet pipe for the oxidant gas of the stack (7); and - a water discharge duct (8); said humidifier (4) being in fluid communication with: the combustion gas supply duct (3), in order to allow humidification of the incoming combustion gas, the combustion gas supply duct of the stack (5), the the combustion gas outlet pipe of the stack (7), and the water discharge duct (8); the system further comprising a first conduit (9) having a valve (10), which is disposed between the oxidizer gas supply duct (3) in the humidifier and the combustion gas supply duct of the stack (5), thus forming a first bypass of the humidifier (4); and a second conduit (11) having a valve (12), which is disposed between the oxidizer gas outlet pipe of the stack (7) and the water rejection conduit (8), thereby forming a second bypass of the humidifier (4).

2. System according to claim 1, characterized in that said valves (10,12) are operable simultaneously.

3. System according to claim 1, characterized in that said valves (10, 12) are all-ourien valves.

4. PEM fuel cell comprising a humidifier bypass system as described in any one of claims 1 to 3.

5. Battery according to claim 4, characterized in that only the cathode system is provided with its own humidifier.

6. A method of removing water droplets formed in the stack of a PEM fuel cell as defined in claim 4 or 5, wherein the water accumulated in the stack is forced to the feed pipe. output of the stack by reducing the pressure drop due to the presence of the humidifier. 20

7. A method according to claim 6, characterized in that the decrease in the pressure drop due to the presence of the humidifier is obtained by bypassing the flow of incoming oxidant gas which no longer passes through the humidifier (bypass entering) and or by bypassing the flow of oxidant gas leaving the stack which no longer passes through the humidifier (outgoing bypass).

8. Method according to claim 6 or 7, characterized in that the incoming bypass and the outgoing bypass are made simultaneously.

9. Method according to claim 6 or 7, characterized in that the incoming bypass and the outgoing bypass are made separately.

10. Method according to any one of claims 6 to 8, characterized in that the incoming bypass is carried out regularly for a time t and AT intervals, t being between 0.01s and 2s, preferably between 0, 2s and 1s and even more preferably between 0.3s and 0.5s and AT being between 2s and 10min, preferably between 5s and 30s and more preferably between 10s and 15s.

11. The method of claim 10, characterized in that the outgoing bypass is performed simultaneously.