elib
DLR-Header
DLR-Logo -> http://www.dlr.de
DLR Portal Home | Impressum | Datenschutz | Kontakt | English
Schriftgröße: [-] Text [+]

Exploring critical parameters of electrode fabrication in polymer electrolyte membrane fuel cells

Talukdar, Krishan und Morawietz, Tobias und Sarkezi-Selsky, Patrick und Khrystyna, Yezerska und Sergeev, Oleg und Heger, Jan-Frederik und Jahnke, Thomas und Gazdzicki, Pawel und Friedrich, Kaspar Andreas (2022) Exploring critical parameters of electrode fabrication in polymer electrolyte membrane fuel cells. Journal of Power Sources (540), Seite 231638. Elsevier. doi: 10.1016/j.jpowsour.2022.231638. ISSN 0378-7753.

[img] PDF - Preprintversion (eingereichte Entwurfsversion)
1MB

Kurzfassung

Microstructure and electrochemical properties of the cathode catalyst layers (CCL) of a polymer electrolyte membrane fuel cells (PEMFC) have great impact on the performance and durability of the cell. The aim of this work is to establish a link between CCL structure and fuel cell performance. To obtain CCLs with unique structures six types of electrodes were prepared, each with a different coating technique but with the same Pt loading. The coating techniques are airbrush, screen printing, inkjet printing, dry spraying, doctor blade and drop casting. Moreover, intrinsic properties of PEMFC electrodes such as porosity, permeability, diffusivity as well as ionomer distribution are determined by Focused Ion Beam Scanning Electron Microscopy (FIB-SEM) and Atomic Force Microscopy (AFM). Overall, 12 parameters have been evaluated. Generally, CCLs with low fractions of uncovered Pt/C show higher performance at low current densities. In this case the more homogeneous ionomer distribution leads to a higher catalyst utilization. At high current densities transport properties of the CCL have to be considered in addition to the catalyst utilization to explain their performance. The CCL prepared by screen printing shows a low fraction of uncovered Pt/C in combination with good transport properties, leading to the best performance at high currents.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/186997/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Exploring critical parameters of electrode fabrication in polymer electrolyte membrane fuel cells
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Talukdar, KrishanKrishan.Talukdar (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Morawietz, TobiasTobias.Morawietz (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Sarkezi-Selsky, PatrickPatrick.Sarkezi-Selsky (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Khrystyna, YezerskaDLR-VENICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Sergeev, Olegoleg.sergeev (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Heger, Jan-FrederikJan-Frederik.Heger (at) hs-esslingen.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Jahnke, ThomasThomas.Jahnke (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:Mai 2022
Erschienen in:Journal of Power Sources
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
DOI:10.1016/j.jpowsour.2022.231638
Seitenbereich:Seite 231638
Verlag:Elsevier
ISSN:0378-7753
Status:veröffentlicht
Stichwörter:PEMFC MEA preparation Catalyst coating Microstructure of catalyst layer Electrode design
HGF - Forschungsbereich:Energie
HGF - Programm:Materialien und Technologien für die Energiewende
HGF - Programmthema:Chemische Energieträger
DLR - Schwerpunkt:Energie
DLR - Forschungsgebiet:E SP - Energiespeicher
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):E - Elektrochemische Prozesse
Standort: Stuttgart
Institute & Einrichtungen:Institut für Technische Thermodynamik > Elektrochemische Energietechnik
Institut für Vernetzte Energiesysteme > Stadt- und Gebäudetechnologien
Hinterlegt von: Gazdzicki, Dr. Pawel
Hinterlegt am:22 Jul 2022 15:12
Letzte Änderung:31 Mai 2023 12:20

Nur für Mitarbeiter des Archivs: Kontrollseite des Eintrags

Blättern
Suchen
Hilfe & Kontakt
Informationen
electronic library verwendet EPrints 3.3.12
Gestaltung Webseite und Datenbank: Copyright © Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR). Alle Rechte vorbehalten.