Correlating Catalyst Growth with Liquid Water Distribution in Polymer Electrolyte Fuel Cells.
accelerated stress test (AST)
catalyst growth
fuel cells
neutron imaging
water distribution
Journal
Small (Weinheim an der Bergstrasse, Germany)
ISSN: 1613-6829
Titre abrégé: Small
Pays: Germany
ID NLM: 101235338
Informations de publication
Date de publication:
25 Oct 2024
25 Oct 2024
Historique:
revised:
16
09
2024
received:
17
05
2024
medline:
25
10
2024
pubmed:
25
10
2024
entrez:
25
10
2024
Statut:
aheadofprint
Résumé
This study investigates the impact of liquid water distribution in a polymer electrolyte fuel cell (PEFC) on the spatially heterogeneous platinum (Pt) catalyst degradation. The membrane electrode assemblies (MEAs) are aged using accelerated stress tests (ASTs) in varied cathode gas environments (N
Identifiants
pubmed: 39449563
doi: 10.1002/smll.202404023
doi:
Types de publication
Journal Article
Langues
eng
Sous-ensembles de citation
IM
Pagination
e2404023Informations de copyright
© 2024 Wiley‐VCH GmbH.
Références
Net Zero Coalition, https://www.un.org/en/climatechange/net‐zero‐coalition (accessed: 2023).
Doe Industrial Decarbonization, https://www.energy.gov/industrial‐technologies/doe‐industrial‐decarbonization‐roadmap (accessed: 2022).
Z. P. Cano, D. Banham, S. Ye, A. Hintennach, J. Lu, M. Fowler, Z. Chen, Nat Energy 2018, 3, 279.
D. A. Cullen, K. C. Neyerlin, R. K. Ahluwalia, R. Mukundan, K. L. More, R. L. Borup, A. Z. Weber, D. J. Myers, A. Kusoglu, Nat. Energy 2021, 6, 462.
P. Ren, P. Pei, Y. Li, Z. Wu, D. Chen, S. Huang, Prog. Energy Combust. Sci. 2020, 80, 100859.
N. Macauley, D. D. Papadias, J. Fairweather, D. Spernjak, D. Langlois, R. Ahluwalia, K. L. More, R. Mukundan, R. L. Borup, J. Electrochem. Soc. 2018, 165, F3148.
Y. Qi, Y. Huang, Z. Gao, C. H. Chen, A. Perego, H. Yildirim, M. Odgaard, T. Asset, P. Atanassov, I. V. Zenyuk, J. Power Sources 2022, 551, 232209.
P. Saha, K. Khedekar, H. Wang, P. Atanassov, L. Cheng, S. Stewart, C. Johnston, I. V. Zenyuk, J. Mater. Chem. A 2022, 10, 12551.
Y. Shao‐Horn, W. C. Sheng, S. Chen, P. J. Ferreira, E. F. Holby, D. Morgan, Top. Catal. 2007, 46, 285.
P. J. Ferreira, Y. Shao‐Horn, Electrochem. Solid‐State Lett. 2007, 10, B60.
P. Zihrul, I. Hartung, S. Kirsch, G. Huebner, F. Hasché, H. A. Gasteiger, J. Electrochem. Soc. 2016, 163, F492.
A. Kneer, N. Wagner, C. Sadeler, A.‐C. Scherzer, D. Gerteisen, J. Electrochem. Soc. 2018, 165, F805.
A. Kneer, J. Jankovic, D. Susac, A. Putz, N. Wagner, M. Sabharwal, M. Secanell, J. Electrochem. Soc. 2018, 165, F3241.
S. Stariha, N. Macauley, B. T. Sneed, D. Langlois, K. L. More, R. Mukundan, R. L. Borup, J. Electrochem. Soc. 2018, 165, F492.
L. Cheng, K. Khedekar, M. Rezaei Talarposhti, A. Perego, M. Metzger, S. Kuppan, S. Stewart, P. Atanassov, N. Tamura, N. Craig, I. V. Zenyuk, C. M. Johnston, Adv. Energy Mater. 2020, 2000623, 2000623.
I. Martens, A. Vamvakeros, N. Martinez, R. Chattot, J. Pusa, M. V. Blanco, E. A. Fisher, T. Asset, S. Escribano, F. Micoud, T. Starr, A. Coelho, V. Honkimäki, D. Bizzotto, D. P. Wilkinson, S. D. M. Jacques, F. Maillard, L. Dubau, S. Lyonnard, A. Morin, J. Drnec, ACS Energy Lett. 2021, 6, 2742.
K. Khedekar, M. R. Talarposhti, M. M. Besli, S. Kuppan, A. Perego, Y. Chen, M. Metzger, S. Stewart, P. Atanassov, N. Tamura, N. Craig, L. Cheng, C. M. Johnston, I. V. Zenyuk, Adv. Energy Mater. 2021, 11, 2101794.
P. Sharma, B. Bera, D. Aaron, M. M. Besli, S. Kuppan, L. Cheng, J. Braaten, N. Craig, S. Stewart, M. Metzger, C. Johnston, M. M. Mench, J. Electrochem. Soc. 2022, 169, 114506.
K. Khedekar, A. Zaffora, M. Santamaria, M. Coats, S. Pylypenko, J. Braaten, P. Atanassov, N. Tamura, L. Cheng, C. Johnston, I. V. Zenyuk, Nat. Catal. 2023, 6, 676.
P. Sharma, L. Cheng, D. Aaron, S. Mehrazi, J. Braaten, N. Craig, C. Johnston, M. M. Mench, Small 2023, 20, 2306433.
S. Tanaka, K. Nagumo, M. Yamamoto, H. Chiba, K. Yoshida, R. Okano, eTransportation 2020, 3, 100046.
S. Kim, M. M. Mench, J. Power Sources 2007, 174, 206.
S. Kim, B. K. Ahn, M. M. Mench, J. Power Sources 2008, 179, 140.
S. Kim, M. M. Mench, J. Electrochem. Soc. 2009, 156, B353.
M. C. Hatzell, A. Turhan, S. Kim, D. S. Hussey, D. L. Jacobson, M. M. Mench, J. Electrochem. Soc. 2011, 158, B717.
A. Turhan, S. Kim, M. Hatzell, M. M. Mench, Electrochim. Acta. 2010, 55, 2734.
M. P. Manahan, M. C. Hatzell, E. C. Kumbur, M. M. Mench, J. Power Sources 2011, 196, 5573.
S. Kabir, D. J. Myers, N. Kariuki, J. Park, G. Wang, A. Baker, N. Macauley, R. Mukundan, K. L. More, K. C. Neyerlin, ACS Appl. Mater. Interfaces 2019, 11, 45016.
E. H. Lehmann, P. Vontobel, L. Wiezel, in Nondestructive Testing and Evaluation, Gordon And Breach Science Publishers Inc., London, UK 2001, pp. 191–202.
P. Boillat, A. Iranzo, J. Biesdorf, J. Electrochem. Soc. 2015, 162, F531.
P. Boillat, Doctor of Sciences, Swiss Federal Institute Of Technology Zürich (Ethz), Zurich.
P. Boillat, D. Kramer, B. C. Seyfang, G. Frei, E. Lehmann, G. G. Scherer, A. Wokaun, Y. Ichikawa, Y. Tasaki, K. Shinohara, Electrochem. Commun. 2008, 10, 546.
A. Iranzo, G. M. Cabello González, B. Toharias, P. Boillat, F. Rosa, Int. J. Hydrogen Energy 2024, 50, 221.
K. Khedekar, P. Satjaritanun, S. Stewart, J. Braaten, P. Atanassov, N. Tamura, L. Cheng, C. M. Johnston, I. V. Zenyuk, Small 2022, 18, 2201750.
L. I. Astudillo, H. A. Gasteiger, J. Electrochem. Soc. 2023, 170, 124512.
P. J. Ferreira, G. J. la O’, Y. Shao‐Horn, D. Morgan, R. Makharia, S. Kocha, H. A. Gasteiger, J. Electrochem. Soc. 2005, 152, A2256.
A. Kneer, N. Wagner, J. Electrochem. Soc. 2019, 166, F120.
R. K. F. Della Bella, B. M. Stühmeier, H. Gasteiger, J. Electrochem. Soc. 2022, 169, 044528.
M. Inaba, T. Kinumoto, M. Kiriake, R. Umebayashi, A. Tasaka, Z. Ogumi, Electrochim. Acta. 2006, 51, 5746.
S. Zhang, X. Z. Yuan, J. N. C. Hin, H. Wang, J. Wu, K. A. Friedrich, M. Schulze, J. Power Sources 2010, 195, 1142.
C. Lim, L. Ghassemzadeh, F. Van Hove, M. Lauritzen, J. Kolodziej, G. G. Wang, S. Holdcroft, E. Kjeang, J. Power Sources 2014, 257, 102.
X. Z. Yuan, S. Zhang, H. Wang, J. Wu, J. C. Sun, R. Hiesgen, K. A. Friedrich, M. Schulze, A. Haug, J. Power Sources 2010, 195, 7594.
Y. Singh, R. T. White, M. Najm, T. Haddow, V. Pan, F. P. Orfino, M. Dutta, E. Kjeang, J. Power Sources 2019, 412, 224.
G. S. Harzer, J. N. Schwämmlein, A. M. Damjanović, S. Ghosh, H. A. Gasteiger, J. Electrochem. Soc. 2018, 165, F3118.
J. P. Owejan, J. E. Owejan, W. Gu, J. Electrochem. Soc. 2013, 160, F824.
J. J. Kowal, A. Turhan, K. Heller, J. Brenizer, M. M. Mench, J. Electrochem. Soc. 2006, 153, A1971.
A. Turhan, K. Heller, J. S. Brenizer, M. M. Mench, J. Power Sources 2008, 180, 773.
A. Turhan, K. Heller, J. S. Brenizer, M. M. Mench, J. Power Sources 2006, 160, 1195.
J. M. Lamanna, S. Chakraborty, J. J. Gagliardo, M. M. Mench, Int. J. Hydrogen Energy 2014, 39, 3387.
J. M. LaManna, D. S. Aaron, M. M. Mench, J. Electrochem. Soc. 2020, 167, 104504.
Y. Wang, C. Y. Wang, J. Power Sources 2006, 153, 130.
P. Satjaritanun, S. Shimpalee, I. V. Zenyuk, Acc. Mater. Res. 2022, 3, 416.
H. Liu, M. G. George, M. Messerschmidt, R. Zeis, D. Kramer, J. Scholta, A. Bazylak, J. Electrochem. Soc. 2017, 164, F695.
H. Liu, M. G. George, R. Banerjee, N. Ge, J. Lee, D. Muirhead, P. Shrestha, S. Chevalier, J. Hinebaugh, R. Zeis, M. Messerschmidt, J. Scholta, A. Bazylak, J. Electrochem. Soc. 2017, 164, F704.
F. Lapicque, M. Belhadj, C. Bonnet, J. Pauchet, Y. Thomas, J. Power Sources 2016, 336, 40.
J. Sim, J. Kim, H. Chun, J. Chang, Y. Kim, B. Kim, S. Kang, K. Min, J. Power Sources 2024, 595, 234026.
M. A. Hickner, N. P. Siegel, K. S. Chen, D. S. Hussey, D. L. Jacobson, M. Arif, J. Electrochem. Soc. 2008, 155, B294.
M. A. Hickner, N. P. Siegel, K. S. Chen, D. S. Hussey, D. L. Jacobson, M. Arif, J. Electrochem. Soc. 2008, 155, B427.