Vliv provozních parametrů na výkon a stabilitu vysokoteplotních palivových článků typu PEM

Kód výsledku v IS VaVaI

<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F60461373%3A22310%2F18%3A43915867" target="_blank" >RIV/60461373:22310/18:43915867 - isvavai.cz</a>

Výsledek na webu

<a href="http://www.chemicke-listy.cz/ojs3/index.php/chemicke-listy/article/view/3108/3092" target="_blank" >http://www.chemicke-listy.cz/ojs3/index.php/chemicke-listy/article/view/3108/3092</a>

DOI - Digital Object Identifier

—

Jazyk výsledku

čeština

Název v původním jazyce

Vliv provozních parametrů na výkon a stabilitu vysokoteplotních palivových článků typu PEM

Popis výsledku v původním jazyce

Palivové články (FC) hrají v energetickém hospodářství stále větší roli. Přední místo pak zaujímají FC s polymerní membránou jako elektrolytem (PEM FC), a to díky jejich vysokému výkonu a flexibilitě. Vysokoteplotní PEM FC mají provozní teplotou kolem 160 °C. Vyšší teplota oproti nízkoteplotnímu PEM FC přináší vyšší toleranci vůči CO v palivu, efektivnější využití odpadního tepla a vyšší rychlost elektrodových reakcí. Důležitými parametry PEM FC jsou vysoká účinnost a dlouhá životnost. K jejich dosažení je nezbytné pochopení degradačních dějů v FC. Byla provedena studie degradace jednotlivých komponent vysokoteplotního PEM FC při dlouhodobém provozu článku v galvanostatickém režimu za různých provozních podmínek. Studovaný FC byl během provozu periodicky charakterizován základními elektrochemickými metodami. Bylo zjištěno, že na anodě i katodě docházelo ke zvětšování částic platiny, a to více na katodě. To by mohlo odpovídat paralelnímu průběhu sintrace a Ostwaldovu zrání. Druhý zmíněný mechanismus se uplatňuje spíše na katodě při vyšších elektrodových potenciálech. To se projevovalo ve výrazném nárůstu polarizačního odporu katody. Rovněž bylo zjištěno, že vyšší aktivita kyslíku způsobuje rychlejší nárůst částic platiny na katodě. Výsledky rovněž naznačují, že k degradaci membrány dochází spíše při použití čistého kyslíku a provozu FC při vyšší proudové hustotě.

Název v anglickém jazyce

Influence of Operating Parameters on Performance and Stability of High Temperature PEM Type Fuel Cells

Popis výsledku anglicky

In near future, fuel cells (FC) will play a significant role in the energetic economy. FCs with polymer electrolyte membrane (PEM) represent the most important type because they show a high performance and flexibility. High temperature PEM FC are operated at about 160 degrees C. Such a high temperature causes, in comparison to low temperature, a higher tolerance against CO in fuel, more efficient use of the waste heat and a higher speed of the electrode reactions. A high efficiency and a long lifetime represent very important benefits here. Therefore it is necessary to better understand the degradation mechanisms in the FC. A study was done of the degradation of individual components of high temperature PEM FC at long-term operation in the galvanostatic mode and at various operating conditions. The FC studied was regularly characterized by basic electrochemical methods. It was found that particles of platinum became larger on both the anode and the cathode, the increase being more marked on the latter. Therefore the degradation is probably due to both sintering and the Ostwald ripening. The Ostwald ripening takes place on the cathode at high electrode potential. It was reflected in a significant increase of the polarization resistance of cathode. A higher activity of oxygen causes a faster increase of the particles of platinum on the cathode. The results also suggest that the degradation of the membrane is more likely when using pure oxygen and the FC operation at a higher current density.

Druh

J_imp - Článek v periodiku v databázi Web of Science

CEP obor

—

OECD FORD obor

10405 - Electrochemistry (dry cells, batteries, fuel cells, corrosion metals, electrolysis)

Projekt

<a href="/cs/project/VI20152019018" target="_blank" >VI20152019018: Vývoj a realizace nezávislého DC zdroje napájení s vodíkovým palivovým článkem</a><br>

Návaznosti

P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)

Rok uplatnění

2018

Kód důvěrnosti údajů

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

Název periodika

Chemické listy

ISSN

0009-2770

e-ISSN

—

Svazek periodika

112

Číslo periodika v rámci svazku

6

Stát vydavatele periodika

CZ - Česká republika

Počet stran výsledku

6

Strana od-do

372-377

Kód UT WoS článku

000435079400006

EID výsledku v databázi Scopus

2-s2.0-85050502901