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Influence of nature and concentration of iron ions on the degradation of PEMFCs: a modeling study

Coulon, Romain und Franco, A. A. und Bessler, Wolfgang G. (2011) Influence of nature and concentration of iron ions on the degradation of PEMFCs: a modeling study. In: Conference Proceedings, Seiten 56-66. European Fuel Cell Forum AG. European Fuel Cell Forum 2011, 28 June -1 July 2011, Lucerne Switzerland.

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Offizielle URL: http://www.efcf.com

Kurzfassung

Polymer Electrolyte Membrane (PEM) Fuel Cells represent a promising technology for high-efficiency energy conversion as an alternative to fossil energies. However, under practical operating conditions, the durability of the current technology is not high enough yet to be economically viable. Modeling is becoming a more and more important tool for understanding degradation mechanisms and predicting the lifetime of fuel cells. For this goal, we apply multiphysics elementary kinetic models that describe electrochemical reactions and transport processes in a highly detailed way. This allows a reliable prediction of the long-time behavior of the cell, which always involves temporal extrapolation away from short-term measurements. This presentation deals with a 1D model of the PEM chemical aging, which represents one of the major mechanisms inducing irreversible PEMFC performance decay. The model describes water, gas and ion transport across the PEM, production of hydrogen peroxide in the anode CL, transport of peroxide into the PEM, its decomposition, and chemical degradation of the PEM through radicals attack. Parameter identification and model validation is performed using published experimental work from several groups. It has been observed experimentally by Kodama et al. that the degradation rate depends nonlinearly on the concentration of iron ions in the membrane. Particularly, under very aggressive conditions the membrane degradation is not as high as expected. This study shows a model-based analysis of the influence of ion concentration on the degradation rate. The different effects of Fe2+ and Fe3+ are quantified.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/72794/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag, Paper)
Titel:Influence of nature and concentration of iron ions on the degradation of PEMFCs: a modeling study
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Coulon, RomainRomain.Coulon (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Franco, A. A.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Bessler, Wolfgang G.Wolfgang.Bessler (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:30 Juni 2011
Erschienen in:Conference Proceedings
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Seitenbereich:Seiten 56-66
Herausgeber:
HerausgeberInstitution und/oder E-Mail-Adresse der HerausgeberHerausgeber-ORCID-iDORCID Put Code
Friedrich, A.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Bessler, W. G.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schiller, G.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Wagner, N.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Verlag:European Fuel Cell Forum AG
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Polymer Electrolyte Membrane, Modeling Study, Fuel Cell
Veranstaltungstitel:European Fuel Cell Forum 2011
Veranstaltungsort:Lucerne Switzerland
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsdatum:28 June -1 July 2011
HGF - Forschungsbereich:Energie
HGF - Programm:Rationelle Energieumwandlung (alt)
HGF - Programmthema:E EV - Energieverfahrenstechnik (alt)
DLR - Schwerpunkt:Energie
DLR - Forschungsgebiet:E EV - Energieverfahrenstechnik
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):E - Elektrochemische Prozesse (alt)
Standort: Stuttgart
Institute & Einrichtungen:Institut für Technische Thermodynamik > Elektrochemische Energietechnik
Hinterlegt von: Yurkiv, Vitaliy
Hinterlegt am:13 Dez 2011 11:11
Letzte Änderung:31 Jul 2019 19:34

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