Liu, Chang und Shviro, Meital und Bernder, Guido und Gago, Aldo und Morawietz, Tobias und Dzara, Michael J. und Biswas, Indro und Gazdzicki, Pawel und Kang, Zhenye und Zaccarine, Sarah und Pylypenko, Svitlana und Friedrich, Kaspar Andreas und Carmo, Marcelo und Lehnert, Werner (2023) Degradation Effects at the Porous Transport Layer/Catalyst Layer Interface in Polymer Electrolyte Membrane Water Electrolyzer. Journal of The Electrochemical Society (170), 034508. Electrochemical Society, Inc.. doi: 10.1149/1945-7111/acc1a5. ISSN 0013-4651.
PDF
- Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
2MB |
Offizielle URL: https://iopscience.iop.org/article/10.1149/1945-7111/acc1a5
Kurzfassung
The porous transport layer (PTL)/catalyst layer (CL) interface plays a crucial role in the achievement of high performance and efficiency in polymer electrolyte membrane water electrolyzers (PEMWEs). This study investigated the effects of the PTL/CL interface on the degradation of membrane electrode assemblies (MEAs) during a 4000 h test, comparing the MEAs assembled with uncoated and Ir-coated Ti PTLs. Our results show that compared to an uncoated PTL/CL interface, an optimized interface formed when using a platinum group metal (PGM) coating, i.e., an iridium layer at the PTL/CL interface, and reduced the degradation of the MEA. The agglomeration and formation of voids and cracks could be found for both MEAs after the long-term test, but the incorporation of an Ir coating on the PTL did not affect the morphology change or oxidation of IrOx in the catalyst layer. In addition, our studies suggest that the ionomer loss and restructuring of the anodic MEA can also be reduced by Ir coating of the PTL/CL interface. Optimization of the PTL/CL interface improves the performance and durability of a PEMWE.
elib-URL des Eintrags: | https://elib.dlr.de/200513/ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Dokumentart: | Zeitschriftenbeitrag | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Zusätzliche Informationen: | Gefördert durch National Science Foundation under Grant No. 1626619 (USA) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Titel: | Degradation Effects at the Porous Transport Layer/Catalyst Layer Interface in Polymer Electrolyte Membrane Water Electrolyzer | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Autoren: |
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Datum: | 29 März 2023 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Erschienen in: | Journal of The Electrochemical Society | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Referierte Publikation: | Ja | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Open Access: | Ja | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Gold Open Access: | Nein | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
In SCOPUS: | Ja | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
In ISI Web of Science: | Ja | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DOI: | 10.1149/1945-7111/acc1a5 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Seitenbereich: | 034508 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Verlag: | Electrochemical Society, Inc. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ISSN: | 0013-4651 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Status: | veröffentlicht | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Stichwörter: | electrolysis, PTL, catalyst layer, degradation, iridium | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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: | Biswas, Dr. Indro | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Hinterlegt am: | 21 Dez 2023 13:10 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Letzte Änderung: | 05 Jan 2024 12:57 |
Nur für Mitarbeiter des Archivs: Kontrollseite des Eintrags