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Exploring the interface of skin-layered titanium fibers for electrochemical water-splitting

Liu, Chang und Shviro, Meital und Gago, Aldo und Zaccarine, Sarah und Bender, Guido und Gazdzicki, Pawel und Morawietz, Tobias und Biswas, Indro und Rasinski, Marcin und Everwand, Andreas und Schierholz, Roland und Pfeilsticker, Jason und Müller, Martin und Lopes, Pietro und Eichel, Rüdiger und Pivovar, Bryan und Pylypenko, Svitlana und Friedrich, Kaspar Andreas und Lehnert, Werner und Carmo, Marcelo (2021) Exploring the interface of skin-layered titanium fibers for electrochemical water-splitting. Advanced Energy Materials, Seite 202002926. Wiley. doi: 10.1002/aenm.202002926. ISSN 1614-6832.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
2MB

Offizielle URL: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/aenm.202002926

Kurzfassung

Water electrolysis is the key to a decarbonized energy system, as it enables the conversion and storage of renewably-generated intermittent electricity in the form of hydrogen. However, reliability challenges arising from titanium-based porous transport layers (PTLs) have hitherto restricted the deployment of next-generation water-splitting devices. Here, we show for the first time how PTLs can be adapted so that their interface remains well-protected and resistant to corrosion across ~4000 hours under real electrolysis conditions. We also demonstrate that the malfunctioning of unprotected PTLs is a result triggered by additional fatal degradation mechanisms over the anodic catalyst layer beyond the impacts expected from iridium oxide stability. Now, superior durability and efficiency in water electrolyzers can be achieved over extended periods of operation with less-expensive PTLs with proper protection, which can be explained by the detailed reconstruction of the interface between the different elements, materials, layers and components presented in this work.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/139428/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Exploring the interface of skin-layered titanium fibers for electrochemical water-splitting
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Liu, ChangForschungzentrum JülichNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Shviro, MeitalForschungzentrum JülichNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Gago, AldoAldo.Gago (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-7000-171XNICHT SPEZIFIZIERT
Zaccarine, SarahColorado School of MinesNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Bender, GuidoNational Renewable Energy Laboratory, Colorado, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Gazdzicki, PawelPawel.Gazdzicki (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-5728-7861NICHT SPEZIFIZIERT
Morawietz, TobiasTobias.Morawietz (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-2291-9360NICHT SPEZIFIZIERT
Biswas, IndroIndro.Biswas (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-6815-4204NICHT SPEZIFIZIERT
Rasinski, MarcinForschungszentrum JülichNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Everwand, AndreasForschungszentrum JülichNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schierholz, RolandForschungszentrum JülichNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Pfeilsticker, JasonNational Renewable Energy Laboratory, Colorado, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Müller, MartinForschungszentrum JülichNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Lopes, PietroArgonne National LaboratoryNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Eichel, RüdigerForschungszentrum JülichNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Pivovar, BryanNational Renewable Energy Laboratory, Colorado, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Pylypenko, SvitlanaColorado School of MinesNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Friedrich, Kaspar AndreasAndreas.Friedrich (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-2968-5029NICHT SPEZIFIZIERT
Lehnert, WernerForschungszentrum JülichNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Carmo, MarceloForschungszentrum JülichNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:5 Januar 2021
Erschienen in:Advanced Energy Materials
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
DOI:10.1002/aenm.202002926
Seitenbereich:Seite 202002926
Verlag:Wiley
ISSN:1614-6832
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Iridium, degradation, durability, porous transport layer, polymer electrolyte membrane water electrolysis
HGF - Forschungsbereich:Energie
HGF - Programm:Speicher und vernetzte Infrastrukturen
HGF - Programmthema:Elektrolyse und Wasserstoff
DLR - Schwerpunkt:Energie
DLR - Forschungsgebiet:E SP - Energiespeicher
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):E - Elektrochemische Prozesse (Elektrolyse) (alt)
Standort: Stuttgart
Institute & Einrichtungen:Institut für Technische Thermodynamik > Elektrochemische Energietechnik
Hinterlegt von: Biswas, Dr. Indro
Hinterlegt am:20 Jul 2021 14:05
Letzte Änderung:27 Jun 2023 09:47

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