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Degradation behavior of PEMFC MEA under load cycling and constant operation conditions

Gama da Roch, Pedro Gomes Ferreira und Garcia Sanchez, Daniel und Gazdzicki, Pawel und Morawietz, Tobias und Hiesgen, Renate und Friedrich, Kaspar Andreas (2018) Degradation behavior of PEMFC MEA under load cycling and constant operation conditions. 69th ISE Annual Meeting, 2018-09-02 - 2018-09-07, Bologna, Italien.

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Kurzfassung

Durability of automotive MEAs is usually studied using the FC-DLC protocol which corresponds to a test covering operation from OCV to high current densities. Hence, in such a test the impact of the different current density ranges on degradation is not distinguished. Therefore, in this study, individual degradation tests have been performed at low and high current density with and without additional cycling. The tests have been supported by current density distribution measurements to monitor local operation conditions and evaluate local degradation issues. Reversible as well as irreversible performance losses were studied by performing electrochemical analysis and subsequent ex-situ physico-chemical investigations. As degradation processes loss of proton conductivity and increase in charge transfer resistance was observed. ECSA losses were observed after all tests. Cycling at low current density leads to Pt dissolution and migration to the membrane. Interestingly, MEA areas exhibiting high local performance exhibit particularly high Pt concentration in the membrane. Under constant operation strong performance losses due to water management issues were observed associated to inhomogeneity of current density distribution along the flow field. Generally, cycling tests have shown lower degradation compared to constant current operation which is also linked to partial recovery of reversible degradation losses upon cycling conditions.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/122396/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Degradation behavior of PEMFC MEA under load cycling and constant operation conditions
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Gama da Roch, Pedro Gomes FerreiraDLRNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Garcia Sanchez, DanielDaniel.GarciaSanchez (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT 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
Friedrich, Kaspar AndreasAndreas.Friedrich (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2018
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Status:veröffentlicht
Stichwörter:PEMFC, Local current density, Degradation, load cycling
Veranstaltungstitel:69th ISE Annual Meeting
Veranstaltungsort:Bologna, Italien
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:2 September 2018
Veranstaltungsende:7 September 2018
Veranstalter :ISE
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:29 Okt 2018 14:55
Letzte Änderung:24 Apr 2024 20:26

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