Bresciani, Fausto and Rabissi, Claudio and Zago, Matteo and Gazdzicki, Pawel and Schulze, Mathias and Guatez, Laure and Escribano, Silvie and Bonde, Jacob and Marchesi, Renzo and Casalegno, Andrea (2016) A combined in-situ and post-mortem investigation on local permanent degradation in a direct methanol fuel cell. Journal of Power Sources, 306, pp. 49-61. Elsevier. doi: 10.1016/j.jpowsour.2015.11.105. ISSN 0378-7753.
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Official URL: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0378775315306030
Abstract
This work proposes a systematic experimental investigation, coupling in-situ diagnostics (electrochemical and mass transport investigation) with ex-situ analyses of pristine, activated and aged components (X-ray photoelectron spectroscopy and transmission electron microscopy), with an in-plane and through-plane local resolution. Such a combined approach allows to identify on one hand the degradation mechanisms, the affected components and the presence of heterogeneities; on the other hand, it allows to quantify the effect of the major mechanisms on performance decay. Thanks to a novel procedure, temporary (0.021 mV/h) and permanent degradation (0.059 mV/h) are separated, distinguishing the latter in different contributions: the effects of active area loss at both at anode (0.009 mV/h) and cathode (0.031 mV/h), mass transport issue (0.015 mV/h) and membrane decay (0.004 mV/h). The post-mortem analysis highlights the effect of degradation mechanisms consistent with the in-situ analysis and reveals the presence of considerable in plane and through plane heterogeneities in: particle size growth in catalyst layers, Pt/Ru and polymer content in catalyst and diffusion layers, Pt/Ru precipitates in the membrane.
Item URL in elib: | https://elib.dlr.de/100923/ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Document Type: | Article | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Title: | A combined in-situ and post-mortem investigation on local permanent degradation in a direct methanol fuel cell | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Authors: |
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Date: | 2016 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Journal or Publication Title: | Journal of Power Sources | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Refereed publication: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Open Access: | No | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Gold Open Access: | No | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
In SCOPUS: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
In ISI Web of Science: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Volume: | 306 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DOI: | 10.1016/j.jpowsour.2015.11.105 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Page Range: | pp. 49-61 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Publisher: | Elsevier | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ISSN: | 0378-7753 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Status: | Published | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Keywords: | Fuel Cell, Degradation, XPS | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Research field: | Energy | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Program: | Efficient Energy Conversion and Use (old) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Program Themes: | Fuel Cells (old) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Research area: | Energy | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Program: | E EV - Energy process technology | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Research theme (Project): | E - Electrochemical Processes (old) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Location: | Stuttgart | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Institutes and Institutions: | Institute of Engineering Thermodynamics > Electrochemical Energy Technology | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Deposited By: | Gazdzicki, Dr. Pawel | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Deposited On: | 01 Feb 2016 11:57 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Last Modified: | 20 Jun 2021 15:47 |
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