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

Intensification of Alkaline Electrolyzer with Improved Two‑Phase Flow

Razmjooei, Fatemeh und Ansar, Syed Asif und Egert, Franz und Ullmer, Dirk und Marx, Sven und Taghizadeh, Ehsan und Morawietz, Tobias und Gerle, Martina und Le, Thi Anh und Biswas, Indro und Wirz, Richard E. und Spieth, Philipp und Campo Schneider, Lucia Paula und Marquard-Möllenstedt, Tonja und Brinner, Andreas und Faccio, Ricardo und Fernández-Werner, Luciana und Esteves, Martín (2025) Intensification of Alkaline Electrolyzer with Improved Two‑Phase Flow. Advanced Energy Materials, 15 (20). Wiley. doi: 10.1002/aenm.202405285. ISSN 1614-6832.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
3MB

Kurzfassung

Green hydrogen produced through water electrolysis offers a promising pathway to global decarbonization. Among various electrolyzers, alkaline water electrolysis (AWE) is the most established and commercially mature. To reduce the cost of hydrogen production from AWE, it is crucial to increase operational current density while maintaining or lowering voltage to increase hydrogen yield and reduce energy consumption. Such efforts are focused on reducing the ohmic resistance at high current densities through the implementation of alkaline membranes. However, this work underlines that the ohmic resistance at high current densities is also influenced by the losses associated with the evolution of bubbles at the electrode surface and two-phase mass transfer. This is shown by investigating the impact of tortuosity and bubble point of porous electrodes on AWE performance. Low-tortuosity porous nickel electrodes are fabricated and analyzed for their ability to reduce capillary pressure and bubble point, resulting in lower energy losses and improved efficiency. The cell reaches an industrially appealing relevant current density of 2 A cm−2 at ≈2 V. Besides test in single cells, the advantageous effect of these low tortuosity porous nickel electrodes are also validated in a kW-class AWE stack, confirming their effectiveness in enhancing overall system performance.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/212577/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Intensification of Alkaline Electrolyzer with Improved Two‑Phase Flow
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Razmjooei, FatemehFatemeh.Razmjooei (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Ansar, Syed AsifSyed-Asif.Ansar (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Egert, FranzFranz.Egert (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Ullmer, DirkDirk.Ullmer (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Marx, Svensven.marx (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Taghizadeh, EhsanUniversity of CaliforniaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Morawietz, TobiasTobias.Morawietz (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-2291-9360192228038
Gerle, MartinaMartina.Gerle (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-2492-8367192228040
Le, Thi AnhNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Biswas, IndroIndro.Biswas (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-6815-4204NICHT SPEZIFIZIERT
Wirz, Richard E.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Spieth, PhilippNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Campo Schneider, Lucia PaulaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Marquard-Möllenstedt, TonjaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Brinner, AndreasNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Faccio, RicardoNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Fernández-Werner, LucianaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Esteves, MartínNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:31 Januar 2025
Erschienen in:Advanced Energy Materials
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:15
DOI:10.1002/aenm.202405285
Verlag:Wiley
ISSN:1614-6832
Status:veröffentlicht
Stichwörter:alkaline water electrolysis, bubble point, high current density, hydrogen
HGF - Forschungsbereich:Energie
HGF - Programm:Energiesystemdesign
HGF - Programmthema:Digitalisierung und Systemtechnologie
DLR - Schwerpunkt:Energie
DLR - Forschungsgebiet:E SY - Energiesystemtechnologie und -analyse
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):E - Energiesystemtechnologie
Standort: Stuttgart
Institute & Einrichtungen:Institut für Technische Thermodynamik > Energiesystemintegration
Hinterlegt von: Ghotia, Kamal
Hinterlegt am:19 Sep 2025 11:21
Letzte Änderung:02 Okt 2025 12:56

Nur für Mitarbeiter des Archivs: Kontrollseite des Eintrags

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