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Comparative investigation into the performance and durability of long and short side chain ionomers in Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cells

Talukdar, Krishan und Gazdzicki, Pawel und Friedrich, Kaspar Andreas (2019) Comparative investigation into the performance and durability of long and short side chain ionomers in Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cells. Journal of Power Sources, 439, Seite 227078. Elsevier. doi: 10.1016/j.jpowsour.2019.227078. ISSN 0378-7753.

Dieses Archiv kann nicht den Volltext zur Verfügung stellen.

Offizielle URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0378775319310717

Kurzfassung

Perfluorinated sulfonic acid (PFSA) ionomers have high proton conductivity and excellent mechanical-chemical stability under humid conditions in low temperature Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell (PEMFC) application. In this work, we compare performance and durability between long side chain (LSC) and short side chain (SSC) PFSA ionomers as a solid electrolyte membrane and as ionomer-additive in the electrodes. Membrane electrode assemblies (MEAs) are prepared combining the LSC/SSC membrane with the corresponding LSC/SSC ionomer in the catalyst layer. Thereby, their chemical compatibility could be determined. MEAs are tested in single cell test benches with segmented bipolar plate for long term degradation test with dynamic load-cycling. While maintaining uniform conditions, we have experienced that different MEAs show different behavior in short-term to long-term application. Owing to its stability in lower equivalent weight; SSC ionomer provides favorable proton conductivity leading to higher power density of the cell. Nevertheless, faster degradation of SSC than the LSC ionomer are encountered in this study likely due to the higher gas permeation of thinner SSC membranes and lower polytetrafluoroethylene content. This study contributes a significant insight in the behavior of ionomers in FC as function of time, and shows avenues for further improvement of durability.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/130539/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Zusätzliche Informationen:European Union's Seventh Framework Program (FP7/ 2007–2013 for Fuel Cell and Hydrogen Joint Technology Initiative under Grant no 303452 (Impact). And Acknowledged to DLR DAAD research fellowship
Titel:Comparative investigation into the performance and durability of long and short side chain ionomers in Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cells
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Talukdar, KrishanKrishan.Talukdar (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Gazdzicki, PawelPawel.Gazdzicki (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-5728-7861NICHT SPEZIFIZIERT
Friedrich, Kaspar AndreasAndreas.Friedrich (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:1 November 2019
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:439
DOI:10.1016/j.jpowsour.2019.227078
Seitenbereich:Seite 227078
Verlag:Elsevier
ISSN:0378-7753
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Polymer electrolyte membrane fuel cell Perfluorinated sulfonic acid membrane Short side chain ionomer Long side chain ionomer Durability
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: Talukdar, Krishan
Hinterlegt am:19 Dez 2019 15:28
Letzte Änderung:31 Okt 2023 13:43

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