Evaluation of niobium-based bipolar plates with ultra-low precious metal coatings for high-performance and durable PEM water electrolyzers
Notice bibliographique
Résumé
The performance of bipolar plates (BPPs) significantly impacts the durability and efficiency of proton exchange membrane water electrolyzers (PEMWEs). This study explores the potential of niobium (Nb) as a BPP substrate, assessing its performance against commercial pure titanium (CP-Ti) and 316L-stainless steel (SS316L). To further improve Nb's performance, 120 nm thin layer of platinum coating (Nb-Pt120) is applied using magnetron sputtering. Electrochemical tests are performed alongside interfacial contact resistance (ICR), wettability and surface characterization. Nb demonstrates superior corrosion resistance, hydrophobicity, lower ICR, and enhanced durability, establishing it as a promising candidate for BPPs. With Pt coating, the results reveal that Nb-Pt120 exhibits a significantly lower corrosion current density ( i corr ) of approximately 0.8 μA.cm −2 meeting the DOE technical targets. Additionally, Nb-Pt120 demonstrates reduced ICR (<10.0 mΩ.cm 2 ), greater hydrophobicity, and enhanced electrochemical stability compared to both uncoated and other Pt-coated substrates. The Nb-Pt120 BPP maintains durability for over 41 hours (approximately 20 and 40 times longer than Ti-Pt120 and SS316L-Pt120, respectively) under accelerated stress test at a constant current density of +2.0 A.cm −2 . This study establishes Nb as a superior substrate for BPPs in PEMWEs, with additional performance benefits realized through Pt coating, providing a path toward more durable water electrolyzer systems.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi 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.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
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.
score_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 découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».