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Tolerance of Silicon Oxide-Coated Pt/C Catalyst Toward CO and H2S Contamination in Hydrogen for Proton Exchange Membrane Fuel Cells

Prass, Sebastian und Nerlich, Leon und Singh, Rajveer und Godoy, Andreas und Jankovic, Jasna und Friedrich, Kaspar Andreas und Zamel, Nada (2023) Tolerance of Silicon Oxide-Coated Pt/C Catalyst Toward CO and H2S Contamination in Hydrogen for Proton Exchange Membrane Fuel Cells. Energy Technology, 11, Seiten 230019-230029. Wiley. doi: 10.1002/ente.202300199. ISSN 2194-4288.

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

Kurzfassung

Platinum on graphitized low surface area carbon (Pt/C) is coated with a silicon oxide thin film and is employed as anode catalyst to manipulate the tolerance of proton exchange membrane fuel cells toward carbon monoxide and hydrogen sulfide contamination. The SiO2 coating, prepared by successive hydrolysis of 3-aminopropyl-triethoxisilane and tetraethoxysilane, forms clusters in proximity to Pt in sizes comparable to the catalyst particles, leaving most of the carbon surfaces free. The performance with and without CO is investigated in situ at relative humidities (RH) of 100%, 70%, and 40%. When operated with neat hydrogen, SiO2-Pt/C shows marginally better performance owing to an improved protonic conduction due to the water retaining hydrophilic SiO2. Upon operation with CO-contaminated fuel, the SiO2-Pt/C performs worse than that of Pt/C particularly at high RH. CO stripping measurements reveal an increase in CO oxidation potential for the SiO2-Pt/C, suggesting an increased CO coverage and consequently higher anode overpotentials during operation with CO-contaminated fuel. Upon operation with H2S in the fuel, the SiO2 coating extends the lifetime until the cell voltage broke down, which is attributed to the enhanced water retention due to SiO2 and the solubility of sulfuric species.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/201581/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Tolerance of Silicon Oxide-Coated Pt/C Catalyst Toward CO and H2S Contamination in Hydrogen for Proton Exchange Membrane Fuel Cells
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Prass, Sebastiansebastian.prass (at) ise.fraunhofer.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Nerlich, Leonleon.nerlich (at) ise.fraunhofer.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Singh, Rajveerrajveer.singh (at) ise.fraunhofer.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Godoy, AndreasMaterials Science and Engineering Department Center for Clean Energy Engineering and Institute for Materials Science University of Connecticut, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Jankovic, JasnaMaterials Science and Engineering Department Center for Clean Energy Engineering and Institute for Materials Science University of Connecticut, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Friedrich, Kaspar AndreasAndreas.Friedrich (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Zamel, NadaFraunhofer ISENICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:8 Juni 2023
Erschienen in:Energy Technology
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:11
DOI:10.1002/ente.202300199
Seitenbereich:Seiten 230019-230029
Verlag:Wiley
ISSN:2194-4288
Status:veröffentlicht
Stichwörter:polymer electrolyte fuel cell, contamination
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
Hinterlegt von: Friedrich, Prof.Dr. Kaspar Andreas
Hinterlegt am:21 Dez 2023 13:00
Letzte Änderung:29 Jan 2024 12:10

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