Affiliation:
1. Department of Heterogeneous Catalysis Max-Planck-Institut für Kohlenforschung Kaiser-Wilhelm-Platz 1 45470 Mülheim an der Ruhr Deutschland
2. Analytical Chemistry – Center for Electrochemical Sciences (CES); Faculty of Chemistry and Biochemistry Ruhr University Bochum Universitätsstr. 150 44780 Bochum Deutschland
3. Department of Heterogeneous Reactions Max-Planck-Institute for Chemical Energy Conversion Stiftstraße 34–36 45470 Mülheim an der Ruhr Deutschland
Abstract
AbstractDie Erhöhung der Widerstandsfähigkeit von Katalysatoren gegen elektrochemische Degradation ist eine der wichtigsten Voraussetzungen für den breiteren Einsatz von Protonenaustausch‐Membran‐Brennstoffzellen (PEMFCs). Hier untersuchen wir die Degradation eines einzelnen Partikels eines hochstabilen Katalysators, Pt@HGS auf einer Nanoelektrode unter nicht‐limitierenden Massentransportbedingungen. Wir stellen fest, dass der Katalysator schneller degradiert als aufgrund früherer Ensemblemessungen erwartet wird. Auf Basis von Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) an identischen Stellen nach elektrochemischer Belastung und Experimenten mit einer Katalysatorschicht auf einem TEM‐Träger schließen wir, dass lokal unterschiedliche pH‐Werte wahrscheinlich der Grund für diesen Stabilitätsunterschied sind. Letztendlich bietet diese Arbeit Einblicke in die tatsächlichen Bedingungen in einer PEMFC und wirft Fragen zur Anwendbarkeit von beschleunigten Belastungstests auf, die normalerweise zur Bewertung der Katalysatorstabilität durchgeführt werden, insbesondere wenn sie in Halbzellenaufbauten unter Inertgas durchgeführt werden.
Funder
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz
Deutsche Forschungsgemeinschaft
Bundesministerium für Bildung und Forschung
Ministerium für Innovation, Wissenschaft und Forschung des Landes Nordrhein-Westfalen