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1. (WO2006087022) FAST LOCALLY RESOLVED ELECTROCHEMICAL IMPEDANCE SPECTROSCOPY IN POLYMER ELECTROLYTE FUEL CELLS
Latest bibliographic data on file with the International Bureau   

Pub. No.:    WO/2006/087022    International Application No.:    PCT/EP2005/012952
Publication Date: 24.08.2006 International Filing Date: 03.12.2005
IPC:
H01M 8/04 (2006.01), G01R 27/02 (2006.01)
Applicants: PAUL SCHERRER INSTITUT [CH/CH]; CH-5232 Villigen PSI (CH) (For All Designated States Except US).
SCHNEIDER, Ingo [CH/CH]; (CH) (For US Only).
SCHERER, Günther [DE/DE]; (DE) (For US Only)
Inventors: SCHNEIDER, Ingo; (CH).
SCHERER, Günther; (DE)
Agent: FISCHER, Michael; c/o Siemens AG, Postfach 22 16 34, 80506 München (DE)
Priority Data:
05003167.3 15.02.2005 EP
05015055.6 12.07.2005 EP
Title (EN) FAST LOCALLY RESOLVED ELECTROCHEMICAL IMPEDANCE SPECTROSCOPY IN POLYMER ELECTROLYTE FUEL CELLS
(FR) SPECTROSCOPIE D'IMPEDANCE ELECTROCHIMIQUE A RESOLUTION LOCALE RAPIDE DANS DES PILES A COMBUSTIBLE A ELECTROLYTE POLYMERE
Abstract: front page image
(EN)A system for performing locally resolved electrochemical impedance spectroscopy in a segmented Polymer Electrolyte Fuel Cell (PEFC) is disclosed. The impedance measurement is carried out for all segments in parallel. Due to this unique fast parallel approach the measurement period for obtaining a locally resolved impedance spectrum is virtually independent of the number of segments used. The current density distribution and the corresponding locally resolved impedance spectra for a PEFC segmented along a serpentine cathode flow field and operated on pure H2/O2 and H2/air are presented and discussed. For low humidity H2/O2 operation the locally resolved impedance spectra clearly show that the performance loss along the channels can be attributed to drying effects. For H2/air operation the lower frequency loops of the local impedance spectra increase in size as a function of channel length. The increase becomes more pronounced with decreasing air stoichiometry. This is likely due to cumulative flooding of the GDL and a decreasing molar fraction of oxygen in the cathodic gas stream. The locally resolved impedance spectra show that large differences in local cell impedance can occur, i.e. the impedance spectrum of the entire cell is of limited value in highlighting factors limiting cell performance and can be misleading.
(FR)Système de spectroscopie d'impédance électrochimique à résolution locale rapide dans une pile à combustible à électrolyte polymère segmentée. La mesure d'impédance est effectuée pour tous les segments en parallèle. Par cette approche parallèle rapide unique, la période de mesure donnant un spectre d'impédance à résolution locale est virtuellement indépendante du nombre de segments utilisés. On décrit aussi la distribution de densité de courant et les spectres d'impédance à résolution locale correspondants pour une pile à combustible à électrolyte polymère segmentée le long d'un champ de flux de cathode à serpentin et fonctionnant sur H2/O2 pur et H2/air. En mode H2/O2 à faible humidité, les spectres en question montrent clairement que la perte de performance le long des canaux peut être attribuée aux effets de séchage. En mode H2/air, les boucles de fréquences inférieures des spectres en question augmentent en taille compte tenu de la longueur de canal. L'augmentation est plus prononcée lorsque la stoïchométrie de l'air diminue, vraisemblablement en raison de l'inondation cumulative du milieu de diffusion de gaz et suite à une baisse de la fraction molaire de l'oxygène dans le flux de gaz cathodique. Les spectres en question montrent que des différences importantes d'impédance de pile locale peuvent intervenir, signifiant que le spectre d'impédance de toute la pile est de valeur limitée dans le processus qui consiste à mettre en évidence les facteurs limitant la performance de pile et qu'il peut nous induire en erreur.
Designated States: AE, AG, AL, AM, AT, AU, AZ, BA, BB, BG, BR, BW, BY, BZ, CA, CH, CN, CO, CR, CU, CZ, DE, DK, DM, DZ, EC, EE, EG, ES, FI, GB, GD, GE, GH, GM, HR, HU, ID, IL, IN, IS, JP, KE, KG, KM, KN, KP, KR, KZ, LC, LK, LR, LS, LT, LU, LV, LY, MA, MD, MG, MK, MN, MW, MX, MZ, NA, NG, NI, NO, NZ, OM, PG, PH, PL, PT, RO, RU, SC, SD, SE, SG, SK, SL, SM, SY, TJ, TM, TN, TR, TT, TZ, UA, UG, US, UZ, VC, VN, YU, ZA, ZM, ZW.
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Publication Language: English (EN)
Filing Language: English (EN)