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Erschienen in:

2014 | OriginalPaper | Buchkapitel

14. Polymerelektrolytmembran-Brennstoffzellen (PEFC) Stand und Perspektiven

verfasst von : Ludwig Jörissen, Jürgen Garche

Erschienen in: Wasserstoff und Brennstoffzelle

Verlag: Springer Berlin Heidelberg

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Zusammenfassung

Brennstoffzellen sind Stromquellen, in denen Strom durch räumlich getrennte elektrochemische Reaktionen, nämlich der anodischen Oxidation eines Brennstoffs (z. B. Wasserstoff) und der kathodischen Reduktion eines Oxidationsmittels (z. B. Luftsauerstoff) erzeugt wird. Die bei diesen Prozessen umgesetzten Elektronen und Ionen werden auf getrennten Pfaden geführt. Im Fall von Polymerelektrolyt Membran Brennstoffzellen (PEFC) werden die Ionen (in der Regel Protonen) in einer gewöhnlich aus einem Ionenaustauschpolymer oder einer mit ionisch leitfähigen, hochsiedenden Flüssigkeiten getränkten Matrixpolyme bestehenden Membran transportiert. Im folgenden Beitrag werden Materialaspekte und Konstruktionsprinzipien von PEFC beschrieben.

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Barbir F.: PEM Fuel Cells, Theory and Practice, 2. Aufl. Elsevier Academic Press, Burlington (2013)

Mauritz, K.A., Moore, R.B.: Chem. Rev. 104, 4535–4585 (2004)CrossRef

Hsu, W.Y., Gierke, T.D.: Perfluorinated ionomer membranes, Chap.13, In: Eisenberg, A., Yeager, H.L. (Hrsg.) ACS Symposium Series No. 180, American Chemical Society, Washington DC (1982)

Hsu, W.Y., Gierke, T.D.: J. Membr. Sci. 13, 307 (1983)

Gebel, G.: Polymer 41, 5829 (2000)

Zawodzinski, T.A., Deroin, C., Radzinski, S., Sherman, R.J., Smith, V.T., Springer, T.E., Gottesfeld, S.: J. Electrochem. Soc. 140, 1041–1047 (1993)CrossRef

Gottesfeld, S.: In: Koper, M.T.M. (Hrsg.), Fuel Cell Catalysis, a Surface Science Approach. S. 1–30. Wiley, Hoboken (2009)

Petrow, H.G., Allen, R.J.: U.S. Patent No. 4 044 193 (1977)

Raistrick, I.: Diaphragms, Separators Ion Exchange Membrane, 86, 172–178 (1986)

10.

Wilson, M.S., Gottesfeld, S.: J. Electrochem. Soc. 139, L28–L30 (1992)

11.

Springer, T.E., Wilson, M.S., Gottesfeld, S.: J. Electrochem. Soc. 140, 3513–3526 (1993)

12.

Mukerjee, S., Srinivasan, S.: J. Electroanal. Chem. 357, 201–224 (1993)

13.

Mukerjee, S., Srinivasan, S., Soriaga, M.P., McBreen, J.: J. Electrochem. Soc. 142, 1409–1422 (1995)CrossRef

14.

Zhang, J., Mo, Y., Vukmirovic, M.B., Klie, R., Sasaki, K., Adzic, R.R.: J. Phys. Chem. B 108, 10955–10964 (2004)CrossRef

15.

Stahl, J.B., Debe, M.K., Coleman, P.L.: J. Vac. Sci. Techno. A 14, 1761–1765 (1996)CrossRef

16.

Sheng, W., Gasteiger, H.A., Shao-Horn, Y.: J. Electrochem. Soc. 157, B1529–B1536 (2010)CrossRef

17.

Nørskov, J.K., Bligaard, T., Logadottir, A., Kitchin, J.R., Chen, J.G., Pandelov, S., Stimming, U.: J. Electrochem. Soc. 152, J23 (2005)CrossRef

18.

Markovic, N.M., Ross Jr P.: In: Wiekowski, A. (Hrsg.), Interfacial Electrochemistry: Theory, Experiment and Applications. S. 821–842. Marcel Dekker, New York (1999)

19.

Borup, R., et al.: Chem. Rev. 107, 3904–3951 (2007)CrossRef

20.

Yang, D., Ma, J., Quiao, J.: In: Li, H., Knights, S., Shi, Z., van Zee, J.W., Zhang, J. (Hrsg.), Proton Exchange Membrane Fuel Cells, Contamination and Mitigation Strategies. S. 115–150. CRC Press, Boca Raton (2010)

21.

Oetjen, H.F., Schmidt, V.M., Stimming, U., Trily, F.: J. Electrochem. Soc. 143, 3838–3842 (1996)CrossRef

22.

Yang, C., Costamagna, P., Srinivasan, S.: J. Power Sources 103, 1–9 (2001)CrossRef

23.

Gottesfeld, S., Pafford, J.: J. Electrochem. Soc. 135, 2651–2652 (1988)CrossRef

24.

Imamura, D., Hashimasa, Y.: ECS Trans. 11, 853–862 (2007)CrossRef

25.

Soto, H.J., Lee, W.K., van Zee, J.W., Murthy, M.: Electrochem. Solid-State Lett. 6, A133–A135 (2003)CrossRef

26.

Halseid, R.: J. Electrochem. Soc. 151, A381–A388 (2004)CrossRef

27.

Markovic, N.M., Schmid, T.J., Stamenkovic, V., Ross, P.N.: Fuel Cells 1, 105–116 (2001)CrossRef

28.

Xu, Y., Shao, M., Mavriakakis, M., Adzic, R.R.: In: Koper, M.T.M. (Hrsg.) Fuel Cell Catalysis, a Surface Science Approach., S. 271–315. Wiley, Hoboken (2009)

29.

Bezerra, C.W.B., et al.: J. Power Sources 173, 891–908 (2007)CrossRef

30.

Shen, P.K.: In: Zhang, J. (Hrsg.), PEM Fuel Cell Electrocatalysts and Catalyst Layers, Fundamentals and Applications. S. 355–380. Springer, London (2008)

31.

Eikerling, M.H., Malek, K., Wang, Q.: In: Zhang J. (Hrsg.), PEM Fuel Cell Electrocatalysts and Catalyst Layers, Fundamentals and Applications. S. 381–446. Springer, London (2008)

32.

Wagner, F.T., Lakshmanan, B., Mathias, M.F.: J. Phys. Chem. Lett. 1, 2204–2219 (2010)CrossRef

33.

Debe, J.: Electrochem. Soc. 160, F522–F534 (2013)CrossRef

34.

Kongskanand, A., Owejean, J.E., Moose, S., Dioguardi, M., Biradar, M., Makkaria, R.: J. Electrochem. Soc. 159, F676–F682 (2012)CrossRef

35.

Kundu, S., Cimenti, M., Lee, S., Bessarabov, D.: Membr. Technol. 10, 7–10 (2009)CrossRef

36.

Reiser, C.A., Bregoli, L., Patterson, T.W., Yi, J.S., Yang, J.D., perry, M.L., Jarvi, T.D.: Electrochem. Solid State Lett. 8, A273–A276 (2005)CrossRef

37.

Gu, W., Carter, R.N., Yu, P.T., Gasteiger, H.A.: ECS Trans. 11, 963–973 (2005)

38.

Manke, I., Hartnig, C., Grünerbel, M., Lehnert, W., Kardjilov, K., Haibel, A., Hilger, A., Banhart, J., Riesemeier, H.: Appl. Phys. Lett. 90, 174105-174105-3 (2007)

39.

Hartnig, C., Manke, I., Kuhn, R., Kardjilov, N., Banhart, J., Lehnert, W.: Appl. Phys. Lett. 92, 134106-1–134106-3 (2008)CrossRef

40.

Krüger, Ph, Markötter, H., Haussmann, J., Klages, M., Arlt, T., Banhart, J., Hartnig, C., Manke, I., Scholta, J.: J. Power Sources 196, 5250–5255 (2011)CrossRef

41.

Klages, M., Enz, S., Markötter, H., Manke, I., Kardjilov, N., Scholta, J.: J. Power Sources 239, 596–603 (2013)CrossRef

42.

Bloomfield, D., Bloomfield, V.: In: White, R.E., Vayenas, C.G. (Hrsg.) Modern Aspects of Electrochemistry. Bd. 40, S 1–33. Springer, London (2007)

43.

Cheng, T.: In: Wilkinson, D.P., Zhang, J., Hui, R., Fergus, J., Li, X. (Hrsg.), Proton Exchange Membrane Fuel Cells: Materials Properties and Performances. S. 305–342. CRC Press, Boca Raton (2010)

44.

Kumar, A., Reddy, R.G.: Fundamentals of Advanced Materials and Energy Conversion Proceedings. In: Chandra, D., Bautista, R.G. (Hrsg.), S. 41–53. TMS, Seattle WA (2002)

45.

Yuan, X.Z., Wang, J., Zhang, J.J.: J. New Mater. Electrochem. Syst. 8, 257–267 (2005)

46.

Karimi, S., Fraser, N., Roberts, B., Foulkes, F.R.: Adv. Mater. Sci. Eng. (2012). DOi:10.1155/2012/828070

47.

http://www.decode-project.eu, letzter Zugriff: Mai 2013

48.

Mawdsley, J.R., Carter, J.D., Wang, X., Niyogi, S., Fan, C.Q., Koc, R., Osterhout, G.: J. Power Sources 231, 106–112 (2013)CrossRef

49.

Frisch, L.: Sealing Technol. 93, 7–9 (2001)CrossRef

50.

Ye, D.H., Zhan, Z.G.: J. Power Sources 231, 285–292 (2013)CrossRef

51.

St-Pierre, J.: In: Garche, J. (Hrsg.) Encyclopedia of Electrochemical Power Sources. S. 879–889. Elsevier (2009)

52.

Tan, J., Chao, Y.J., Wang, H., Gong, J., van Zee, J.W.: Polym. Degrad. Stab. 94, 2072–2078 (2009)CrossRef

53.

Tan, J., Chao, Y.J., Li, X., van Zee, J.W.: J. Power Sources 172, 782–789 (2007)CrossRef

54.

Schulze, M., Knöri, T., Schneider, A., Gülzow, E.: J. Power Sources 127, 222–229 (2004)CrossRef

55.

Wu, J., Yuan, X.Z., Martin, J.J., Wang, H., Zhang, J., Shen, J., Wu, S., Merida, W.: J. Power Sources 184, 104–119 (2008)CrossRef

56.

http://www.hydrogen.energy.gov/pdfs/review10/fc018_james_2010_o_web.pdf. Letzter Zugriff: Mai 2013

57.

http://autostack.zsw-bw.de. Letzter Zugriff: Mai 2013

58.

Kordesch, K., Cifrain, M.: In: Vielstich, W., Lam, A., Gasteiger, H.A. (Hrsg.) Handbook of Fuel Cells, Fundamentals, Technology and Applications. S. 789–793. Wiley, Chichester (2003)

Titel: Polymerelektrolytmembran-Brennstoffzellen (PEFC) Stand und Perspektiven
verfasst von: Ludwig Jörissen
Jürgen Garche
Verlag: Springer Berlin Heidelberg
Buch: Wasserstoff und Brennstoffzelle
Print ISBN: 978-3-642-37414-2

Electronic ISBN: 978-3-642-37415-9

Copyright-Jahr: 2014
DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-642-37415-9_14