MétaCan
Menu
Retour à la cohorte
Enregistrement W4309811461 · doi:10.1149/ma2022-02421540mtgabs

Stability of IrO<sub>2</sub> Oxygen Evolution Reaction Anode Co-Catalysts Under Transient Operation and Its Effect on PEM Fuel Cell Durability

2022· article· en· W4309811461 sur OpenAlexaboutno aff
Leonardo Isaias Astudillo, Mohammad Fathi Tovini, Hubert A. Gasteiger

Notice bibliographique

RevueECS Meeting Abstracts · 2022
Typearticle
Langueen
DomaineEngineering
ThématiqueFuel Cells and Related Materials
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésAnodeProton exchange membrane fuel cellElectrolyteCatalysisChemical engineeringCathodePlatinumMaterials scienceDirect-ethanol fuel cellChemistryCarbon fibersOxygen evolutionDegradation (telecommunications)Membrane electrode assemblyOxygenInorganic chemistryElectrochemistryElectrodeComposite materialOrganic chemistry

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Among various degradation phenomena in polymer-electrolyte-membrane fuel cells (PEMFCs), cell reversal (CR) occurring due to an under-stoichiometric supply of H2 to the anode is known to cause the irreversible corrosion of the carbon support of carbon-supported platinum (Pt/C) anode catalysts via the carbon oxidation reaction (COR). Several strategies to mitigate the damages of cell reversal have been documented in the literature, from which the addition of an oxygen evolution reaction (OER) catalyst (e.g., IrO2) to the anode has attracted great attention. The lower OER onset potential in the presence of IrO2 impedes the increase of the anode potential during cell reversal events, thus reducing the COR rate. A recent study from our group showed that in spite of the high OER activity of an IrO2-based anode co-catalyst, its stability under transient PEMFC operation conditions, e.g., during unmitigated start-up/shut-down (SUSD) events, should be considered for long-term durability (1). The near-surface layer(s) of IrO2 can be completely reduced to metallic Ir upon exposure to H2 under typical operating conditions in a PEMFC anode, leading to Ir dissolution during the anode potential transients associated with SUSD cycles. The diffusion of dissolved Irn+ species through the membrane towards the cathode and its further deposition on the Pt/C catalyst reduces its oxygen reduction reaction (ORR) activity and results in a significant performance loss during normal PEMFC operation. Since the origin of such degradation mechanism is the chemical reduction of the IrO2 anode co-catalysts in the hydrogen environment of the anode, a reduction-resistant IrO2 would be required for long-term to stabilize such an anode co-catalyst (1). In a recent contribution from our group, we have introduced a novel approach to prepare IrO2 anode co-catalysts that are irreducible (proven by TGA analyses and observed after extended PEMFC operation). In contrast to typically employed IrO2 catalysts (usually prepared by heat treatment of an Ir precursor at T ≈ 400 °C), the stability of these irreducible IrO2 (irr-IrO2) catalysts is highlighted by the application of SUSD transients, where Ir dissolution is drastically reduced, so that no iridium poisoning of the Pt/C cathode catalyst is observed (2). In this work, we investigate the stability of a state-of-the-art IrO2 catalyst and this novel irr-IrO2 catalyst when used as anode co-catalysts, applying two different accelerated stress tests (ASTs): a) SUSD transients + CR cycles (relevant for PEMFC systems); and b) CR cycles only (commonly used as test to evaluate the effectiveness anode co-catalysts). The application of both ASTs allows the separation and comparison of trends in the activity of the OER catalyst (i.e., its ability to mitigate the COR at the anode) and in its stability (i.e., its stability towards Ir dissolution). The later is particularly important when considering the applicability of anode co-catalysts for actual PEMFC applications. References M. Fathi Tovini, A. M. Damjanovic, H. A. El-Sayed, J. Speder, C. Eickes, J.-P. Suchsland, A. Ghielmi, and H. A. Gasteiger, Journal of The Electrochemical Society, 168 (6), 064521 (2021). M. Fathi Tovini, A. M. Damjanović, H. A. El-Sayed, F. Friedrich, B. Strehle, J. Speder, A. Ghielmi and H. A. Gasteiger, Abstract: I03-1466 Irreducible IrO2 Anode Co-Catalysts for PEM Fuel Cell Voltage Reversal Mitigation and Their Stability Under Transient Operation Conditions, in 241st Electrochemical Society Meeting, Vancouver, BC, Canada (2022).

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,002
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: Expérimental (laboratoire)
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,001
Score d'incertitude au seuil0,003

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,002
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0010,000
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,009
Tête enseignante GPT0,202
Écart entre enseignants0,193 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeExpérimental (laboratoire)
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations0
Publié2022
Routes d'admission1
Résumé présentoui

Explorer davantage

Même revueECS Meeting AbstractsMême sujetFuel Cells and Related MaterialsTravaux en français237 207