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Evaluation of a 2.5 kWel automotive low temperature PEM fuel cell stack with extended operating temperature range up to 120 °C

Ruiu, Tiziana und Dreizler, Andreas und Mitzel, Jens und Gülzow, Erich (2016) Evaluation of a 2.5 kWel automotive low temperature PEM fuel cell stack with extended operating temperature range up to 120 °C. Journal of Power Sources, 303, Seiten 257-266. Elsevier. doi: 10.1016/j.jpowsour.2015.10.056. ISSN 0378-7753.

[img] PDF - Nur DLR-intern zugänglich
1MB

Offizielle URL: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0378775315304432

Kurzfassung

Nowadays, the operating temperature of polymer electrolyte membrane fuel cell stacks is typically limited to 80 °C due to water management issues of membrane materials. In the present work, short-term operation at elevated temperatures up to 120 °C and long-term steady-state operation under automotive relevant conditions at 80 °C are examined using a 30-cell stack developed at DLR. The high temperature behavior is investigated by using temperature cycles between 90 and 120 °C without adjustment of the gases dew points, to simulate a short-period temperature increase, possibly caused by an extended power demand and/or limited heat removal. This galvanostatic test demonstrates a fully reversible performance decrease of 21 ± 1% during each thermal cycle. The irreversible degradation rate is about a factor of 6 higher compared to the one determined by the long-term test. The 1200-h test at 80 °C demonstrates linear stack voltage decay with acceptable degradation rate, apart from a malfunction of the air compressor, which results in increased catalyst degradation effects on individual cells. This interpretation is based on an end-of-life characterization, aimed to investigate catalyst, electrode and membrane degradation, by determining hydrogen crossover rates, high frequency resistances, electrochemically active surface areas and catalyst particle sizes.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/103126/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Evaluation of a 2.5 kWel automotive low temperature PEM fuel cell stack with extended operating temperature range up to 120 °C
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Ruiu, TizianaTiziana.Ruiu (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Dreizler, AndreasAndreas.Dreizler (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-2681-6350NICHT SPEZIFIZIERT
Mitzel, JensJens.Mitzel (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-8137-9689NICHT SPEZIFIZIERT
Gülzow, ErichErich.Guelzow (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:30 Januar 2016
Erschienen in:Journal of Power Sources
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:303
DOI:10.1016/j.jpowsour.2015.10.056
Seitenbereich:Seiten 257-266
Verlag:Elsevier
ISSN:0378-7753
Status:veröffentlicht
Stichwörter:PEMFC stack, thermal cycling, long-term test, end-of-life characterization, degradation phenomena
HGF - Forschungsbereich:Energie
HGF - Programm:Speicher und vernetzte Infrastrukturen
HGF - Programmthema:Brennstoffzellen
DLR - Schwerpunkt:Energie
DLR - Forschungsgebiet:E EV - Energieverfahrenstechnik
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):E - Elektrochemische Prozesse (Brennstoffzellen) (alt)
Standort: Stuttgart
Institute & Einrichtungen:Institut für Technische Thermodynamik > Elektrochemische Energietechnik
Hinterlegt von: Ruiu, Dr. Tiziana
Hinterlegt am:23 Feb 2016 09:48
Letzte Änderung:03 Nov 2023 08:05

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