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Methanol as antifreeze agent for cold start of automotive polymer electrolyte membrane fuel cells

Knorr, Florian und Garcia Sanchez, Daniel und Schirmer, Johannes und Gazdzicki, Pawel und Friedrich, K. Andreas (2019) Methanol as antifreeze agent for cold start of automotive polymer electrolyte membrane fuel cells. Applied Energy, 238, Seiten 1-10. Elsevier. doi: 10.1016/j.apenergy.2019.01.036. ISSN 0306-2619.

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Offizielle URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0306261919300364?via%3Dihub

Kurzfassung

One challenge for polymer electrolyte membrane fuel cells (PEMFCs) for electric vehicles is to ensure cold start capability and longevity under freeze-thaw (F/T) cycling. Today, PEMFCs undergo dry gas purging to remove residual water before a cold shut-down to avoid degradation due to icing. This study investigates an alternative procedure with alcohol-water solution as antifreeze. In order to demonstrate the suitability of methanol as antifreeze, F/T cycling tests using methanol have been compared with conventional dry gas purging of the cell before F/T cycling. The results show that performance degradation upon F/T cycling is mitigated when flooding the cell with the antifreeze prior to F/T cycling. Specifically, performance losses are observed at high current densities only and the peak performance of the cell does not decrease. Moreover, cold start procedures are examined to allow a start-up of the cell after being soaked with the antifreeze. In this context it is found that PEMFC operation is possible at sub-zero temperature if residual methanol is in the cell. However, residual methanol decreases power density during cold start. Hence, methanol needs to be removed from the cell by reaction or by prolonged water purging to reach nominal power.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/126339/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Methanol as antifreeze agent for cold start of automotive polymer electrolyte membrane fuel cells
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Knorr, FlorianDLRNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Garcia Sanchez, DanielDaniel.GarciaSanchez (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schirmer, JohannesJohannes.Schirmer (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Gazdzicki, PawelPawel.Gazdzicki (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-5728-7861NICHT SPEZIFIZIERT
Friedrich, K. Andreasandreas.friedrich (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-2968-5029NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2019
Erschienen in:Applied Energy
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:238
DOI:10.1016/j.apenergy.2019.01.036
Seitenbereich:Seiten 1-10
Verlag:Elsevier
ISSN:0306-2619
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Polymer electrolyte membrane fuel cell; Automotive; Cold start; Freeze-thaw cycling; Antifreeze
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:25 Mär 2019 14:57
Letzte Änderung:03 Nov 2023 09:14

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