Garcia-Corral, Alvaro und Garcia Sanchez, Daniel und Theiss, Robin und Morawietz, Tobias und Biswas, Indro und Al-Khamissi, Rami und Sanchez Monreal, Juan und Mitzel, Jens und Friedrich, Kaspar Andreas und Gazdzicki, Pawel (2026) Degradation of polymer-electrolyte membrane fuel cells tested at 80 and 95 ◦C using stack hardware. Applied Energy, 423. Elsevier. doi: 10.1016/j.apenergy.2026.128348. ISSN 0306-2619.
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Kurzfassung
To overcome heat rejection limitations, especially in transport applications, polymer-electrolyte-membrane fuel cells (PEMFCs) are required to operate at elevated temperature > 80 ◦C. However, higher temperatures accel erate degradation of PEMFC stack components. To evaluate the impact of operation temperature on durability of PEMFCs, state-of-the-art membrane-electrode-assemblies (MEAs) were investigated in single-cell configuration using stack hardware. Two tests, consisting of 500 h constant-load operation at 80 ◦C and at 95 ◦C, also including electrochemical diagnostics along with local current density and temperature distributions monitorization, were performed and compared systematically. Irreversible performance and ECSA losses are respectively 27% and 7% higher at 95 ◦C than at 80 ◦C. However, due to drier conditions, reversible performance losses are 13% lower at 95 ◦C. Current density and temperature distributions are less homogeneous at 95 ◦C, and areas sustaining higher local currents and temperatures correlate with local catalyst-layer thinning. Contaminations of MEA by silicone due to degradation of gasket material at 95 ◦C deteriorate the water management increasing mass-transport losses at high current densities and impacting the cell response to dynamic load. The results highlight that mproving PEMFC durability for operation at 95 ◦C requires not only robust MEAs but also adapted stackhardware materials.
| elib-URL des Eintrags: | https://elib.dlr.de/225493/ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Dokumentart: | Zeitschriftenbeitrag | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Titel: | Degradation of polymer-electrolyte membrane fuel cells tested at 80 and 95 ◦C using stack hardware | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Autoren: |
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| Datum: | 4 Juli 2026 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Erschienen in: | Applied Energy | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Referierte Publikation: | Ja | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Open Access: | Nein | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Gold Open Access: | Nein | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| In SCOPUS: | Ja | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| In ISI Web of Science: | Ja | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Band: | 423 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DOI: | 10.1016/j.apenergy.2026.128348 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Verlag: | Elsevier | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ISSN: | 0306-2619 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Status: | veröffentlicht | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Stichwörter: | PEMFC stack,Heavy-duty applications, Elevated operation temperature, Durability and recovery, Silicone contamination | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| HGF - Forschungsbereich: | Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| HGF - Programm: | Verkehr | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| HGF - Programmthema: | Straßenverkehr | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DLR - Schwerpunkt: | Verkehr | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DLR - Forschungsgebiet: | V ST Straßenverkehr | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben): | V - LHRT | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Standort: | Stuttgart | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Institute & Einrichtungen: | Institut für Technische Thermodynamik > Elektrochemische Energietechnik | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Hinterlegt von: | Garcia Sanchez, Dr Daniel | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Hinterlegt am: | 12 Aug 2026 14:40 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Letzte Änderung: | 12 Aug 2026 14:40 |
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