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

Effect of high-boiling point solvents on inkjet printing of catalyst layers for proton exchange membrane fuel cells

Zhao, Qingying und Morawietz, Tobias und Gazdzicki, Pawel und Friedrich, Kaspar Andreas (2024) Effect of high-boiling point solvents on inkjet printing of catalyst layers for proton exchange membrane fuel cells. Electrochimica Acta, 508. Elsevier. doi: 10.1016/j.electacta.2024.145273. ISSN 0013-4686.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
9MB

Offizielle URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0013468624015093?via%3Dihub

Kurzfassung

Inkjet printing (IJP) is considered as a promising and flexible method for low cost and drop-on-demand pattern formation in proton exchange membrane (PEM) fuel cells. Although significant advancements have been made in inkjet-printed electrodes, identifying the optimal ink formulations remains challenging due to severe restrictions on the ink properties. Generally, the catalyst layer prepared by IJP using low boiling point solvents (water/alcohol) show reasonable electrochemical performance. However, low boiling point solvents lead to clogging of the printhead nozzle due to fast evaporation of the solvent in the inkjet print head. In this study, high boiling point solvents (propylene glycol (PG) or ethylene glycol (EG)) were used as additives to reduce nozzle clogging and improve printing efficiency. In this context, the relationship between catalyst ink properties, CL microstructure, and electrochemical performance of the MEA is investigated. Results show that printing time is significantly reduced with adding high boiling point solvents in the ink (66.67% reduction of time with 30 wt% PG). However, an increased amount of additive is detrimental in terms of electrochemical performance due to formation of larger agglomerates, lower porosity of the catalyst layer, and reduced ECSA. The results of this work can be used to develop a strategy to adjust the trade-off between printing time and electrochemical performance of electrodes prepared using IJP.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/208009/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Effect of high-boiling point solvents on inkjet printing of catalyst layers for proton exchange membrane fuel cells
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Zhao, QingyingQingying.Zhao (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Morawietz, TobiasTobias.Morawietz (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:22 Oktober 2024
Erschienen in:Electrochimica Acta
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:508
DOI:10.1016/j.electacta.2024.145273
Verlag:Elsevier
ISSN:0013-4686
Status:veröffentlicht
Stichwörter:High boiling point solvents Ink formulationInkjet-printed catalyst layers Solvent effect Proton exchange membrane fuel cell
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:18 Nov 2024 19:16
Letzte Änderung:26 Nov 2024 09:39

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.