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A locally resolved investigation on direct methanol fuel cell uneven components fading: Steady state and degradation local analysis

Rabissi, Claudio und Gazdzicki, Pawel und Guétaz, Laure und Escribano, Silvie und Grahl-Madsen, Laila und Baricci, Andrea und Casalegno, Andrea (2018) A locally resolved investigation on direct methanol fuel cell uneven components fading: Steady state and degradation local analysis. Journal of Power Sources, 397. Elsevier. doi: 10.1016/j.jpowsour.2018.07.034. ISSN 0378-7753.

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Offizielle URL: https://www.sciencedirect.com

Kurzfassung

DMFC technology widespread commercialization is still hindered by durability issues. In literature, locally resolved measurements and post-mortem analyses reveal the onset of strong heterogeneous components fading, higher at air outlet region. Local aging mechanisms could be enhanced by DMFC cathode cycling operation in highly uneven presence of water. An innovative PEM macro-Segmented Fuel Cell (mSFC) setup has been developed to investigate DMFC local performance and degradation, coupling electrochemical and ex-situ analyses as TEM and XPS. An MEA based on highly graphitized carbon supported cathode electrode, confirmed in AST to be stable to cycling operation under flooded conditions, has been implemented in DMFC operation. 500 h local degradation test, despite 32% heterogenenous current density distribution, reveals homogeneous ECSA loss, consistent with homogeneous nanoparticles growth from 3.16 to 5.4 nm, which leads to 70% lower degradation rate (31.2 μV h−1) than the reference MEA. Water-related limitations, such as dehydration and flooding, are revealed to increase local performance loss by 25% and 100% respectively at cathode inlet and outlet regions, leading to current redistribution and uneven voltage loss. Hence, local optimization of MEA properties is foreseen to permit further important durability improvements.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/121056/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:A locally resolved investigation on direct methanol fuel cell uneven components fading: Steady state and degradation local analysis
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Rabissi, ClaudioPolitecnico di MilanoNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Gazdzicki, PawelPawel.Gazdzicki (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-5728-7861NICHT SPEZIFIZIERT
Guétaz, LaureCEANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Escribano, SilvieCEANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Grahl-Madsen, LailaEWIINICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Baricci, AndreaPolitecnico di MilanoNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Casalegno, AndreaPolitecnico di MilanoNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2018
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:397
DOI:10.1016/j.jpowsour.2018.07.034
Verlag:Elsevier
ISSN:0378-7753
Status:veröffentlicht
Stichwörter:DMFC, Degradation, ex-situ, XPS
HGF - Forschungsbereich:Energie
HGF - Programm:Speicher und vernetzte Infrastrukturen
HGF - Programmthema:Brennstoffzellen
DLR - Schwerpunkt:Energie
DLR - Forschungsgebiet:E SP - Energiespeicher
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:10 Sep 2018 16:44
Letzte Änderung:20 Jun 2021 15:51

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