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Long-Term Operation of Nb-Coated Stainless Steel Bipolar Plates for Proton Exchange Membrane Water Electrolyzers

Stiber, Svenja und Hehemann, Michael und Carmo, Marcelo und Müller, Martin und Ayers, Katherine E. und Capuano, Christopher und Danilovic, Nemanja und Morawietz, Tobias und Biswas, Indro und Gazdzicki, Pawel und Heger, Jan-Frederik und Gago, Aldo Saul und Friedrich, Kaspar Andreas (2022) Long-Term Operation of Nb-Coated Stainless Steel Bipolar Plates for Proton Exchange Membrane Water Electrolyzers. Advanced Energy and Sustainability Research, n/a (n/a), Seite 2200024. Wiley. doi: 10.1002/aesr.202200024. ISSN 2699-9412.

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Offizielle URL: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/aesr.202200024

Kurzfassung

Proton exchange membrane water electrolysis (PEMWE) is the most promising technology for green hydrogen production using renewable electricity, but it is expensive due to the Ti bipolar plates (BPPs). Herein, a PEMWE stack with coated stainless steel (ss) BPPs (Nb/Ti/ss-BPP and Nb/ss-BPP) is reported, which operates for about 14 000 h at 1.63 +/- 0.12 A cm² and 65 °C. The average degradation rate is as low as 1.2% or 5.5 µV h-1. Scanning electrode microcopy reveals no signs of corrosion of the ss beneath the coatings. The interfacial contact resistance increases due to the formation of poorly conductive amorphous Nb oxides, as shown by atomic force microscopy and X-Ray photoelectron spectroscopy, although it does not affect the cell performance. The results prove that Ti is not needed anymore as base material for manufacturing the BPPs, thus the cost of PEMWE can be significantly reduced.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/186846/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Long-Term Operation of Nb-Coated Stainless Steel Bipolar Plates for Proton Exchange Membrane Water Electrolyzers
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Stiber, SvenjaSvenja.Stiber (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-8537-6589NICHT SPEZIFIZIERT
Hehemann, Michaelm.hehemann (at) fz-juelich.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Carmo, MarceloMCarmo (at) nelhydrogen.comNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Müller, Martinmar.mueller (at) fz-juelich.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Ayers, Katherine E.kayers (at) nelhydrogen.comNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Capuano, Christopherccapuano (at) nelhydrogen.comNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Danilovic, Nemanjandanilovic (at) lbl.govNICHT SPEZIFIZIERTNICHT 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
Gazdzicki, Pawelpawel.gazdzicki (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-5728-7861NICHT SPEZIFIZIERT
Heger, Jan-FrederikJan-Frederik.Heger (at) hs-esslingen.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Gago, Aldo Saulaldo.gago (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-7000-171XNICHT SPEZIFIZIERT
Friedrich, Kaspar Andreasandreas.friedrich (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-2968-5029NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:3 Juni 2022
Erschienen in:Advanced Energy and Sustainability Research
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Ja
Band:n/a
DOI:10.1002/aesr.202200024
Seitenbereich:Seite 2200024
Herausgeber:
HerausgeberInstitution und/oder E-Mail-Adresse der HerausgeberHerausgeber-ORCID-iDORCID Put Code
Herrmann, Guido F.Wiley-VCH GmbHNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Haag, SabineWiley-VCH GmbHNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Verlag:Wiley
ISSN:2699-9412
Status:veröffentlicht
Stichwörter:bipolar plates, long-term stability, PEM electrolyzers, PEM electrolysis, stainless steels
HGF - Forschungsbereich:Energie
HGF - Programm:Materialien und Technologien für die Energiewende
HGF - Programmthema:Elektrochemische Energiespeicherung
DLR - Schwerpunkt:Energie
DLR - Forschungsgebiet:E SP - Energiespeicher
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):E - Elektrochemische Speicher
Standort: Stuttgart
Institute & Einrichtungen:Institut für Technische Thermodynamik > Elektrochemische Energietechnik
Hinterlegt von: Morawietz, Tobias
Hinterlegt am:22 Jul 2022 15:08
Letzte Änderung:11 Dez 2023 08:59

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