Vše

Co hledáte?

Vše
Projekty
Výsledky výzkumu
Subjekty

Rychlé hledání

  • Projekty podpořené TA ČR
  • Významné projekty
  • Projekty s nejvyšší státní podporou
  • Aktuálně běžící projekty

Chytré vyhledávání

  • Takto najdu konkrétní +slovo
  • Takto z výsledků -slovo zcela vynechám
  • “Takto můžu najít celou frázi”

Performance and degradation analysis of sputter deposited thin-film platinum cathodes in PEM water electrolyzers analyzed by electrochemical impedance spectroscopy

Identifikátory výsledku

  • Kód výsledku v IS VaVaI

    <a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F00216208%3A11320%2F25%3A10510450" target="_blank" >RIV/00216208:11320/25:10510450 - isvavai.cz</a>

  • Výsledek na webu

    <a href="https://verso.is.cuni.cz/pub/verso.fpl?fname=obd_publikace_handle&handle=lbV-WxkQL4" target="_blank" >https://verso.is.cuni.cz/pub/verso.fpl?fname=obd_publikace_handle&handle=lbV-WxkQL4</a>

  • DOI - Digital Object Identifier

    <a href="http://dx.doi.org/10.1016/j.jpowsour.2025.237947" target="_blank" >10.1016/j.jpowsour.2025.237947</a>

Alternativní jazyky

  • Jazyk výsledku

    angličtina

  • Název v původním jazyce

    Performance and degradation analysis of sputter deposited thin-film platinum cathodes in PEM water electrolyzers analyzed by electrochemical impedance spectroscopy

  • Popis výsledku v původním jazyce

    Proton Exchange Membrane Water Electrolyzers (PEM-WEs) are a key technology for green hydrogen production, however their large-scale deployment has been hindered by the reliance on noble metal catalysts, such as platinum (Pt) and iridium (Ir). In this study, we present a fully dry and scalable approach for fabricating ultra-low platinum-loaded cathodes for PEM-WE using only magnetron sputtering. The process involves a two-step approach: sputter-etching pre-treatment of the PEM surface to increase the catalyst dispersion and active surface area, followed by direct sputtering of Pt. We systematically investigate Membrane Electrode Assemblies (MEAs) with Pt loadings ranging from around 3.7 mu gPt cm-2 to 480 mu gPt cm-2, achieving significant performance improvement over the commercial electrodes, while reducing the Pt loading to half. Moreover, MEAs with Pt loadings around 20 mu g cm-2 exhibited excellent initial performance of approximately 2500 mA cm-2, but their stability proved to be a critical challenge. Comprehensive Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS) reveals key degradation mechanisms in Pt thin films, including insufficient lateral conductivity and catalyst detachment. This work provides valuable insights into the optimization of sputtered low-loading catalysts for the cathode of PEM-WE, and the analysis of the degradation pathways opens up a possibility to further stabilize the ultra-low catalyst loadings.

  • Název v anglickém jazyce

    Performance and degradation analysis of sputter deposited thin-film platinum cathodes in PEM water electrolyzers analyzed by electrochemical impedance spectroscopy

  • Popis výsledku anglicky

    Proton Exchange Membrane Water Electrolyzers (PEM-WEs) are a key technology for green hydrogen production, however their large-scale deployment has been hindered by the reliance on noble metal catalysts, such as platinum (Pt) and iridium (Ir). In this study, we present a fully dry and scalable approach for fabricating ultra-low platinum-loaded cathodes for PEM-WE using only magnetron sputtering. The process involves a two-step approach: sputter-etching pre-treatment of the PEM surface to increase the catalyst dispersion and active surface area, followed by direct sputtering of Pt. We systematically investigate Membrane Electrode Assemblies (MEAs) with Pt loadings ranging from around 3.7 mu gPt cm-2 to 480 mu gPt cm-2, achieving significant performance improvement over the commercial electrodes, while reducing the Pt loading to half. Moreover, MEAs with Pt loadings around 20 mu g cm-2 exhibited excellent initial performance of approximately 2500 mA cm-2, but their stability proved to be a critical challenge. Comprehensive Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS) reveals key degradation mechanisms in Pt thin films, including insufficient lateral conductivity and catalyst detachment. This work provides valuable insights into the optimization of sputtered low-loading catalysts for the cathode of PEM-WE, and the analysis of the degradation pathways opens up a possibility to further stabilize the ultra-low catalyst loadings.

Klasifikace

  • Druh

    J<sub>imp</sub> - Článek v periodiku v databázi Web of Science

  • CEP obor

  • OECD FORD obor

    10305 - Fluids and plasma physics (including surface physics)

Návaznosti výsledku

  • Projekt

    <a href="/cs/project/EH22_008%2F0004617" target="_blank" >EH22_008/0004617: Konverze a skladování energie</a><br>

  • Návaznosti

    P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)<br>S - Specificky vyzkum na vysokych skolach<br>I - Institucionalni podpora na dlouhodoby koncepcni rozvoj vyzkumne organizace

Ostatní

  • Rok uplatnění

    2025

  • Kód důvěrnosti údajů

    S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů

Údaje specifické pro druh výsledku

  • Název periodika

    Journal of Power Sources

  • ISSN

    0378-7753

  • e-ISSN

    1873-2755

  • Svazek periodika

    655

  • Číslo periodika v rámci svazku

    Nov

  • Stát vydavatele periodika

    NL - Nizozemsko

  • Počet stran výsledku

    10

  • Strana od-do

    237947

  • Kód UT WoS článku

    001542160600001

  • EID výsledku v databázi Scopus

    2-s2.0-105011607153