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Low-Cost and Durable Bipolar Plates for Proton Exchange Membrane Electrolyzers

Lettenmeier, Philipp und Wang, rainey und Abouatallah, Rami und Saruhan-Brings, Bilge und Freitag, Thomas Oliver und Gazdzicki, Pawel und Morawietz, Tobias und Hiesgen, Renate und Gago, Aldo und Friedrich, K. Andreas (2017) Low-Cost and Durable Bipolar Plates for Proton Exchange Membrane Electrolyzers. Scientific Reports, 7 (44035). Nature Publishing Group. doi: 10.1038/srep44035. ISSN 2045-2322.

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Offizielle URL: http://www.nature.com/articles/srep44035

Kurzfassung

Cost reduction and high efficiency are the mayor challenges for sustainable H2 production via proton exchange membrane (PEM) electrolysis. Titanium-based components such as bipolar plates (BPP) have the largest contribution to the capital cost. This work proposes the use of stainless steel BPPs coated with Nb and Ti by magnetron sputtering physical vapor deposition (PVD) and vacuum plasma spraying (VPS), respectively. The physical properties of the coatings are thoroughly characterized by scanning electron, atomic force microscopies (SEM, AFM); and X-ray diffraction, photoelectron spectroscopies (XRD, XPS). The Ti coating (50 μm) protects the stainless steel substrate against corrosion, while a 50-fold thinner layer of Nb decreases the contact resistance by almost one order of magnitude. The Nb/Ti-coated stainless steel bipolar BPPs endure the harsh environment of the anode for more than 1000 h of operation under nominal conditions, showing a potential use in PEM electrolyzers for large-scale H2 production from renewables.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/111675/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Low-Cost and Durable Bipolar Plates for Proton Exchange Membrane Electrolyzers
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Lettenmeier, PhilippDLRNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Wang, raineyhydrogenicsNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Abouatallah, RamihydrogenicsNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Saruhan-Brings, BilgeBilge.Saruhan (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Freitag, Thomas Oliverthomas.freitag (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-3859-1822NICHT SPEZIFIZIERT
Gazdzicki, Pawelpawel.gazdzicki (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-5728-7861NICHT SPEZIFIZIERT
Morawietz, Tobiashochschule esslingenNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hiesgen, Renaterenate.hiesgen (at) hs-esslingen.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Gago, AldoAldo.Gago (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Friedrich, K. Andreasandreas.friedrich (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:März 2017
Erschienen in:Scientific Reports
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:7
DOI:10.1038/srep44035
Verlag:Nature Publishing Group
ISSN:2045-2322
Status:veröffentlicht
Stichwörter:corrosion, PEM electrolysis, bipolar plate
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HGF - Programm:Speicher und vernetzte Infrastrukturen
HGF - Programmthema:Elektrolyse und Wasserstoff
DLR - Schwerpunkt:Energie
DLR - Forschungsgebiet:E EV - Energieverfahrenstechnik
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):E - Elektrochemische Prozesse (Elektrolyse) (alt)
Standort: Stuttgart
Institute & Einrichtungen:Institut für Technische Thermodynamik > Elektrochemische Energietechnik
Hinterlegt von: Lettenmeier, Philipp
Hinterlegt am:29 Mär 2017 10:16
Letzte Änderung:08 Nov 2023 15:11

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