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Temperature Reduction as Operando Performance Recovery Procedure for Polymer Electrolyte Mem-brane Fuel Cells

Zhang, Qian und Schulze, Mathias und Gazdzicki, Pawel und Friedrich, Kaspar Andreas (2024) Temperature Reduction as Operando Performance Recovery Procedure for Polymer Electrolyte Mem-brane Fuel Cells. Energies, 17 (774). Multidisciplinary Digital Publishing Institute (MDPI). doi: 10.3390/en17040774. ISSN 1996-1073.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
10MB

Offizielle URL: https://www.mdpi.com/1996-1073/17/4/774

Kurzfassung

To efficiently mitigate the reversible performance degradation of polymer electrolyte membrane fuel cells, it is crucial to thoroughly understand recovery effects. In this work, the effect of operando performance recovery by temperature reduction is evaluated. The results reveal that operando reduction in cell temperature from 80 ◦C to 45 ◦C yields a performance recovery of 60–70% in the current density range below 1 A cm−2 in a shorter time (1.5 h versus 10.5 h), as opposed to a known and more complex non-operando recovery procedure. Notably, the absolute recovered voltage is directly proportional to the total amount of liquid water produced during the temperature reduction. Thus, the recovery effect is likely attributed to a reorganization/rearrangement of the ionomer due to water condensation. Reduction in the charge transfer and mass transfer resistance is observed after the temperature reduction by electrochemical impedance spectroscopy (EIS) measurement. During non-operando temperature reduction (i.e., open circuit voltage (OCV) hold during recovery instead of load cycling) an even higher recovery efficiency of >80% was achieved.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/202741/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Temperature Reduction as Operando Performance Recovery Procedure for Polymer Electrolyte Mem-brane Fuel Cells
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Zhang, QianQian.Zhang (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schulze, MathiasMathias.Schulze (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:6 Februar 2024
Erschienen in:Energies
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:17
DOI:10.3390/en17040774
Verlag:Multidisciplinary Digital Publishing Institute (MDPI)
ISSN:1996-1073
Status:veröffentlicht
Stichwörter:durability; irreversible degradation; operando recovery; polymer electrolyte membrane fuel cells; reversible degradation
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: Gazdzicki, Dr. Pawel
Hinterlegt am:29 Mai 2024 14:52
Letzte Änderung:12 Jun 2024 13:02

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