[논문]Degradation study for the membrane electrode assembly of anion exchange membrane fuel cells at a single-cell level

Hyun, Jonghyun; Yang, Seok Hwan; Doo, Gisu; Choi, Sungyu; Lee, Dong-Hyun; Lee, Dong Wook; Kwen, Jiyun; Jo, Wonhee; Shin, Sang-Hun; Lee, Jang Yong; Kim, Hee-Tak

doi:10.1039/d1ta05801k

[해외논문] Degradation study for the membrane electrode assembly of anion exchange membrane fuel cells at a single-cell level

Journal of materials chemistry. A, Materials for energy and sustainability, v.9 no.34, 2021년, pp.18546 - 18556

Hyun, Jonghyun (Department of Chemical and Biomolecular Engineering, Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST), Daejeon 34141, Republic of Korea) , Yang, Seok Hwan (Energy Materials Research Center, Korea Research Institute of Chemical Technology (KRICT), 141 Gajeong-ro, Yuseong-gu, Daejeon 34114, Republic of Korea) , Doo, Gisu (Department of Chemical and Biomolecular Engineering, Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST), Daejeon 34141, Republic of Korea) , Choi, Sungyu (Department of Chemical and Biomolecular Engineering, Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST), Daejeon 34141, Republic of Korea) , Lee, Dong-Hyun (Department of Chemical and Biomolecular Engineering, Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST), Daejeon 34141, Republic of Korea) , Lee, Dong Wook (Department of Chemical and Biomolecular Engineering, Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST), Daejeon 34141, Republic of Korea) , Kwen, Jiyun (Department of Chemical and Biomolecular Engineering, Korea Advanced Institute of Science and Technology (K) , Jo, Wonhee , Shin, Sang-Hun , Lee, Jang Yong , Kim, Hee-Tak

Abstract ▼ AI-Helper

The durability of the membrane electrode assembly (MEA) is one of the important requirements for the successful commercialization of anion exchange membrane fuel cells (AEMFCs). While chemical stabilities of the components (the catalyst, membrane, and ionomer) have been assessed by ex situ tests, the degradation mode of the components in a single-cell is still not fully understood. Herein, the degradation of a MEA based on an ionomer having a polycarbazole main chain and a trimethyl ammonium side group was systematically investigated for a single-cell level under constant current conditions. The degradations of the catalyst, membrane, and ionomer were compared by in situ electrochemical and ex situ post-mortem analyses. The catalyst and ionomer in the cathode showed significant degradation, whereas the membrane was relatively durable, suggesting that the formation of a strong alkaline environment in the cathode catalyst layer is a major cause of the performance fade. The use of an alkaline-stable ionomer with an N,N-dimethylhexylamine group, which is designed based on density functional theory (DFT) calculations, in the cathode catalyst layer leads to 87% durability improvement. This work enhances the understanding of the key factors affecting the durability of AEMFCs under real operation and suggests practical strategies toward higher durability.

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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