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Evaluation of reversible and irreversible degradation rates of polymer electrolyte membrane fuel cells tested in automotive conditions

Gazdzicki, Pawel und Mitzel, Jens und Garcia Sanchez, Daniel und Schulze, Mathias und Friedrich, K. Andreas (2016) Evaluation of reversible and irreversible degradation rates of polymer electrolyte membrane fuel cells tested in automotive conditions. Journal of Power Sources, 327, Seiten 86-95. Elsevier. doi: 10.1016/j.jpowsour.2016.07.049. ISSN 0378-7753.

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Offizielle URL: http://dx.doi.org/10.1016/j.jpowsour.2016.07.049

Kurzfassung

This work provides single cell durability tests of membrane electrode assemblies in dynamic operation regularly interrupted by recovery procedures for the removal of reversible voltage losses. Degradation rates at different loads in one single test can be determined from these tests. Hence, it is possible to report degradation rates versus current density instead of a single degradation rate value. A clear discrimination between reversible and irreversible voltage loss rates is provided. The irreversible degradation rate can be described by a linear regression of voltage values after the recovery steps. Using voltage values before refresh is less adequate due to possible impacts of reversible effects. The reversible contribution to the voltage decay is dominated by an exponential decay after restart, eventually turning into a linear one. A linear-exponential function is proposed to fit the reversible voltage degradation. Due to this function, the Degradation behavior of an automotive fuel cell can be described correctly during the first hours after restart. The fit parameters decay constant, exponential amplitude and linear slope are evaluated. Eventually, the reasons for the voltage recovery during shutdown are analyzed showing that ionomer effects in the catalyst layer and/or membrane seem to be the key factor in this process.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/105216/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Evaluation of reversible and irreversible degradation rates of polymer electrolyte membrane fuel cells tested in automotive conditions
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Gazdzicki, PawelPawel.Gazdzicki (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-5728-7861NICHT SPEZIFIZIERT
Mitzel, JensJens.Mitzel (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-8137-9689NICHT SPEZIFIZIERT
Garcia Sanchez, Danieldaniel.garciasanchez (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schulze, Mathiasmathias.schulze (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Friedrich, K. Andreasandreas.friedrich (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:21 Juli 2016
Erschienen in:Journal of Power Sources
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:327
DOI:10.1016/j.jpowsour.2016.07.049
Seitenbereich:Seiten 86-95
Verlag:Elsevier
ISSN:0378-7753
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Polymer electrolyte membrane fuel cell Automotive Durability Irreversible degradation Reversible degradation Performance recovery
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: Gazdzicki, Dr. Pawel
Hinterlegt am:27 Jul 2016 11:20
Letzte Änderung:08 Nov 2023 15:21

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