Liu, Chang and Shviro, Meital and Gago, Aldo and Zaccarine, Sarah and Bender, Guido and Gazdzicki, Pawel and Morawietz, Tobias and Biswas, Indro and Rasinski, Marcin and Everwand, Andreas and Schierholz, Roland and Pfeilsticker, Jason and Müller, Martin and Lopes, Pietro and Eichel, Rüdiger and Pivovar, Bryan and Pylypenko, Svitlana and Friedrich, Kaspar Andreas and Lehnert, Werner and Carmo, Marcelo (2021) Exploring the interface of skin-layered titanium fibers for electrochemical water-splitting. Advanced Energy Materials, p. 202002926. Wiley. doi: 10.1002/aenm.202002926. ISSN 1614-6832.
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Official URL: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/aenm.202002926
Abstract
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.
Item URL in elib: | https://elib.dlr.de/139428/ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Document Type: | Article | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Title: | Exploring the interface of skin-layered titanium fibers for electrochemical water-splitting | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Authors: |
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Date: | 5 January 2021 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Journal or Publication Title: | Advanced Energy Materials | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Refereed publication: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Open Access: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Gold Open Access: | No | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
In SCOPUS: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
In ISI Web of Science: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DOI: | 10.1002/aenm.202002926 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Page Range: | p. 202002926 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Publisher: | Wiley | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ISSN: | 1614-6832 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Status: | Published | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Keywords: | Iridium, degradation, durability, porous transport layer, polymer electrolyte membrane water electrolysis | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Research field: | Energy | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Program: | Storage and Cross-linked Infrastructures | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Program Themes: | Electrolysis and Hydrogen | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Research area: | Energy | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Program: | E SP - Energy Storage | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Research theme (Project): | E - Elektrochemical Processes (Electrolysis) (old) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Location: | Stuttgart | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Institutes and Institutions: | Institute of Engineering Thermodynamics > Electrochemical Energy Technology | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Deposited By: | Biswas, Dr. Indro | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Deposited On: | 20 Jul 2021 14:05 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Last Modified: | 27 Jun 2023 09:47 |
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