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Atomic Force Microscopy Detection of Electronic Short-Circuits in Solid Polymer Electrolytes Fuel Cell Membranes after Accelerated Degradation

Morawietz, Tobias und Hiesgen, Renate und Helmly, Stefan und Galm, Ines und Friedrich, K. Andreas (2013) Atomic Force Microscopy Detection of Electronic Short-Circuits in Solid Polymer Electrolytes Fuel Cell Membranes after Accelerated Degradation. ECS Transactions, 58 (1), Seiten 1085-1096. Electrochemical Society, Inc.. doi: 10.1149/05801.1085ecst. ISSN 1938-5862.

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968kB

Kurzfassung

In this work we investigated Nafion® 211 polymer electrolyte membranes after 1600 h operation at open circuit voltage. With scanning electron microscopy (SEM) platinum deposition was identified inside the membrane. By investigation of cross sections with Atomic Force Microscopy (AFM) numerous platinum particles and micrometer large two-dimensional sheets of platinum particles were found across the membrane. Conductive AFM was performed to measure the electronic current across the membrane. To avoid additional ionic current contributions the measurements were performed at dry membranes in argon atmosphere with a noncatalytic gold coated AFM tip. At a few sites a steady state electronic current measured through the half cell membranes was detected that had an ohmic current-voltage polarization curve. These electric short-circuit connections, formed by platinum deposition inside the membrane, can be considered as a failure mechanisms for the fuel cell and by enhancement of radical formation may lead to formation of pin-holes.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/85091/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Atomic Force Microscopy Detection of Electronic Short-Circuits in Solid Polymer Electrolytes Fuel Cell Membranes after Accelerated Degradation
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Morawietz, Tobias Hochschule EsslingenNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hiesgen, RenateHochschule EsslingenNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Helmly, Stefanstephan.helmly (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Galm, InesHochschule EsslingenNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Friedrich, K. Andreasandreas.friedrich (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2013
Erschienen in:ECS Transactions
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Band:58
DOI:10.1149/05801.1085ecst
Seitenbereich:Seiten 1085-1096
Verlag:Electrochemical Society, Inc.
ISSN:1938-5862
Status:veröffentlicht
Stichwörter:electronic short circuit solid polymer electrolyte accelerated degradation
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: Friedrich, Prof.Dr. Kaspar Andreas
Hinterlegt am:11 Nov 2013 14:59
Letzte Änderung:31 Okt 2020 04:34

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