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Synchrotron radiography and tomography of water transport in perforated gas diffusion media

Haußmann, Jan und Markötter, Henning und Alink, Robert und Bauder, Alexander und Dittmann, K. und Manke, Ingo und Scholta, Joachim (2013) Synchrotron radiography and tomography of water transport in perforated gas diffusion media. Journal of Power Sources, 239, Seiten 611-622. Elsevier. doi: 10.1016/j.jpowsour.2013.02.014. ISSN 0378-7753.

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5MB

Kurzfassung

Water transport in gas diffusion media (GDM) is investigated by synchrotron radiography and tomography. It is demonstrated that micro porous layer (MPL) cracks improve the water management in polymer electrolyte membrane (PEM) fuel cells. A further treatment by means of laser perforation is expected to enhance this effect. The radiography analysis reveals that water transport is practically not influenced by perforations applied only to the MPL. In contrast, perforations through the whole GDM (including the MPL) have a strong influence on the overall water transport behavior and are therefore considered for a deeper analysis. Performance measurements show a correlation between the perforation size and the fuel cell power density. An optimum is found for a perforation diameter of 60 µm. Synchrotron tomography analysis reveals that this optimum is due to an improved draining effect on the area around the perforation. Moreover, SEM and EDX analysis show a loss of PTFE on the GDM surface in the vicinity of the perforation due to the laser processing. The tomography images reveal water accumulations in this area that can be explained by the hydrophilic surface.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/84946/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Synchrotron radiography and tomography of water transport in perforated gas diffusion media
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Haußmann, JanZSW UlmNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Markötter, HenningHZ BerlinNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Alink, RobertISE FreiburgNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Bauder, Alexanderalexander.bauder (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Dittmann, K.HZ BerlinNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Manke, IngoHZ BerlinNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Scholta, JoachimZSW UlmNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2013
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:239
DOI:10.1016/j.jpowsour.2013.02.014
Seitenbereich:Seiten 611-622
Verlag:Elsevier
ISSN:0378-7753
Status:veröffentlicht
Stichwörter:PEM fuel cell, Gas diffusion layer perforation, Micro porous layer crack, Water transport, Synchrotron X-ray imaging
HGF - Forschungsbereich:Energie
HGF - Programm:Rationelle Energieumwandlung und Nutzung (alt)
HGF - Programmthema:Brennstoffzelle (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: Bauder, Alexander
Hinterlegt am:05 Nov 2013 15:22
Letzte Änderung:05 Nov 2013 15:22

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