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Degradation of a PEM fuel cell stack with Nafion® membranes of different thicknesses. Part II: Ex situ diagnosis

Yuan, Xiao-Zi und Zhang, Shengsheng und Ban, Shuai und Huang, Cheng und Wang, Haijiang und Singara, Vengatesan und Fowler, Michael und Schulze, Mathias und Haug, Andrea und Friedrich, K. Andreas und Hiesgen, Renate (2012) Degradation of a PEM fuel cell stack with Nafion® membranes of different thicknesses. Part II: Ex situ diagnosis. Journal of Power Sources, 205, Seiten 324-334. Elsevier. doi: 10.1016/j.jpowsour.2012.01.074. ISSN 0378-7753.

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Offizielle URL: http://www.elsevier.com/locate/jpowersour

Kurzfassung

Part I of this study carried out membrane electrode assembly degradation of a four-cell stack with Nafion membranes of different thicknesses, including N117, N115, NR212, and NR211, for 1000 h under idle conditions. Through on-line electrochemical measurements it was found that as degradation advanced, cells with thinner membranes experienced much more rapid performance degradation than those with thicker membranes, especially after 800 h of operation, due to a dramatic increase in hydrogen crossover. In the present work we investigate the degradation mechanisms of this four-cell stack using several ex situ diagnostic tools, including scanning electron microscopy (SEM), infrared (IR) imaging, ion chromatography (IC), gas permeability measurement, contact angle measurement, and simulation. The results indicate that the drastic increase in hydrogen crossover is due to membrane thickness loss and pinhole formation.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/76829/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Degradation of a PEM fuel cell stack with Nafion® membranes of different thicknesses. Part II: Ex situ diagnosis
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iD
Yuan, Xiao-Zi National Research Council Canada
Zhang, ShengshengNational Research Council Canada
Ban, Shuai National Research Council Canada
Huang, ChengNational Research Council Canada
Wang, HaijiangNational Research Council Canada
Singara, VengatesanUniversity of Waterloo
Fowler, MichaelUniversity of Waterloo
Schulze, Mathiasmathias.schulze (at) dlr.de
Haug, Andrea andrea.haug (at) dlr.de
Friedrich, K. Andreasandreas.friedrich (at) dlr.de
Hiesgen, Renaterenate.hiesgen (at) hs-esslingen.de
Datum:2012
Erschienen in:Journal of Power Sources
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:205
DOI:10.1016/j.jpowsour.2012.01.074
Seitenbereich:Seiten 324-334
Verlag:Elsevier
ISSN:0378-7753
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Proton exchange membrane fuel cell, Stack, Durability, Idle conditions Degradation
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: Friedrich, Prof.Dr. Kaspar Andreas
Hinterlegt am:06 Aug 2012 13:54
Letzte Änderung:04 Apr 2013 16:38

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