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Influence of the Distribution of Platinum Deposits on the Properties and Degradation of Platinum-Impregnated Nafion Membranes

Helmly, Stefan und Ohnmacht, Benjamin und Gazdzicki, Pawel und Hiesgen, Renate und Gülzow, Erich und Friedrich, K. Andreas (2014) Influence of the Distribution of Platinum Deposits on the Properties and Degradation of Platinum-Impregnated Nafion Membranes. Journal of The Electrochemical Society, 161 (14), F1416-F1426. Electrochemical Society, Inc.. doi: 10.1149/2.0531414jes. ISSN 0013-4651.

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Kurzfassung

In proton exchange membrane fuel cells (PEMFCs), platinum (Pt) from the electrodes can be deposited in the electrolyte membrane, altering its properties and causing degradation. To investigate these impacts, in some studies, membranes with artificially deposited Pt were used, however, with contradictory results. In this study, we compared membranes impregnated with 0 to 4.4 wt% Pt. Specifically, the Pt particle distribution and mass transport in the membrane as well as the membrane decomposition is investigated after performing open circuit durability tests for∼140 h. The properties of the membrane electrode assemblies (MEAs) are studied by electrochemical characterization. The changes upon degradation are investigated by thickness determination, infrared spectroscopy, fluoride emission, hydrogen permeability, and electrical conductivity. Our investigation confirmed that the particle density, not the Pt amount, is the determining factor in the extent of membrane decomposition: fluoride emission decreased exponentially with particle density. We further found a considerable difference in the particle distribution between artificial and in-situ Pt deposits. Moreover, properties of both membrane types changed contrary to each other during the durability test. In conclusion, Pt-impregnated membranes do not reflect the state of degraded membranes with in-situ formed deposits but are suitable to investigate the influence of particle distributions.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/92003/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Influence of the Distribution of Platinum Deposits on the Properties and Degradation of Platinum-Impregnated Nafion Membranes
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Helmly, StefanStefan.Helmly (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Ohnmacht, Benjaminbenjamin.ohnmacht (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Gazdzicki, Pawelpawel.gazdzicki (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-5728-7861NICHT SPEZIFIZIERT
Hiesgen, Renaterenate.hiesgen (at) hs-esslingen.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Gülzow, Ericherich.guelzow (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Friedrich, K. Andreasandreas.friedrich (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2014
Erschienen in:Journal of The Electrochemical Society
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:161
DOI:10.1149/2.0531414jes
Seitenbereich:F1416-F1426
Verlag:Electrochemical Society, Inc.
ISSN:0013-4651
Status:veröffentlicht
Stichwörter:PEMFC Pt-Band Nafion
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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: Helmly, Stefan
Hinterlegt am:17 Nov 2014 16:34
Letzte Änderung:29 Nov 2023 08:36

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