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Local impact of load cycling on degradation in polymer electrolyte fuel cells

Garcia Sanchez, Daniel und Morawietz, Tobias und Gama da Rocha, Pedro und Hiesgen, Renate und Gazdzicki, Pawel und Friedrich, A.K. (2020) Local impact of load cycling on degradation in polymer electrolyte fuel cells. Applied Energy, 259, Seite 114210. Elsevier. doi: 10.1016/j.apenergy.2019.114210. ISSN 0306-2619.

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Kurzfassung

Degradation mechanisms occurring during proton exchange membrane fuel cells (PEMFC) operation critically depend on the applied electrical load profile. In this work, durability tests were performed using different load cycling ranges. The tests include refresh procedures in order to recover temporary performance losses. Operando current density distribution measurements as well as electrochemical characterization techniques were applied to obtain essential data for understanding degradation behavior of the components of the membrane electrode assembly (MEA). The analysis is supported by scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive x-ray diffraction (EDX) analysis of MEA components. Dynamic load cycling has proven to lead to lower performance losses as compared to constant load operation. Moreover, reversible performance losses were associated with an increased heterogeneity of the current density distribution along the flow field. Thereby, areas with high local current density exhibit particularly strong Pt band formation in the membrane linked with a thinning of the cathode catalyst layer.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/135713/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Local impact of load cycling on degradation in polymer electrolyte fuel cells
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Garcia Sanchez, DanielDaniel.GarciaSanchez (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Morawietz, TobiasTobias.Morawietz (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Gama da Rocha, PedroNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hiesgen, RenateHochschule Esslingenhttps://orcid.org/0000-0002-0246-4509NICHT SPEZIFIZIERT
Gazdzicki, PawelPawel.Gazdzicki (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-5728-7861NICHT SPEZIFIZIERT
Friedrich, A.K.Institute of Engineering Thermodynamics, German Aerospace Center, Pfaffenwaldring 38-40, Stuttgart, 70569, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2020
Erschienen in:Applied Energy
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:259
DOI:10.1016/j.apenergy.2019.114210
Seitenbereich:Seite 114210
Verlag:Elsevier
ISSN:0306-2619
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Polymer electrolyte membrane fuel cell Automotive Dynamic load cycling Local degradation Pt band
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: Garcia Sanchez, Dr Daniel
Hinterlegt am:14 Aug 2020 12:16
Letzte Änderung:23 Okt 2023 13:14

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