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Proton exchange membrane fuel cell operation and degradation in short-circuit

Authors :
Sanchez, Rosa Elvira
Harel, Fabien
Jemei, Samir
Gouriveau, Rafael
Hissel, Daniel
BOULON, Loïc
Agbossou, Kodjo
Franche-Comté Électronique Mécanique, Thermique et Optique - Sciences et Technologies (UMR 6174) (FEMTO-ST)
Université de Technologie de Belfort-Montbeliard (UTBM)-Ecole Nationale Supérieure de Mécanique et des Microtechniques (ENSMM)-Université de Franche-Comté (UFC)
Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC)-Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Laboratoire Commun de Belfort : Hydrogène et Pile à Combustible pour les applications au transport (FC LAB)
Université de Franche-Comté (UFC)
Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC)-Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Technologie de Belfort-Montbeliard (UTBM)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Laboratoire des Technologies Nouvelles (IFSTTAR/COSYS/LTN)
Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Laboratoire Transports et Environnement (IFSTTAR/AME/LTE)
Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Lyon-Université de Lyon
Institut de Recherche sur l'Hydrogène
Université du Québec à Trois-Rivières (UQTR)
Université de Technologie de Belfort-Montbeliard (UTBM)-Ecole Nationale Supérieure de Mécanique et des Microtechniques (ENSMM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Franche-Comté (UFC)
Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC)-Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC)
Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Laboratoire Transports et Environnement (IFSTTAR/AME/LTE)
Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Lyon-Université de Lyon-Laboratoire des Technologies Nouvelles (IFSTTAR/COSYS/LTN)
Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Technologie de Belfort-Montbeliard (UTBM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Franche-Comté (UFC)
Direction scientifique (IFSTTAR/DS)
Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)
Source :
5th International Conference on Fundamentals & Development of Fuel Cells (FDFC 2013)., 5th International Conference on Fundamentals & Development of Fuel Cells (FDFC 2013)., Jan 2013, Germany. pp.1-6, Fuel Cells, Fuel Cells, Wiley-VCH Verlag, 2014, 14 (6), pp.894-905
Publication Year :
2013
Publisher :
HAL CCSD, 2013.

Abstract

International audience; Hybridization of proton exchange membrane fuel cells (PEMFC) and ultra capacitors (UC) are considered as an alternative way to implement high autonomy, high dynamic, and reversible energy sources. PEMFC allow high efficiency and high autonomy, however their dynamic response is limited and this source does not allow recovering energy. UC appears to be a complementary source to fuel cell systems (FCS) due to their high power density, fast dynamics, and reversibility. A direct hybridization of these sources could allow reducing the number of power converters and then the total cost of the hybridized system. Simulations show the behavior of the hybrid source when the fuel cell and ultra capacitors are interconnected and the natural energy management when a charge is connected. The results show that the magnitude of the transient current supplied by the fuel cell to charge the UC can be much higher than its nominal value. An experimental setup is implemented to study the effects of these high currents in a PEMFC. This is done by imposing a controlled short-circuit between the electrodes. The PEMFC degradation is quantified by using electrochemical impedance spectroscopy.

Details

Language :
English
ISSN :
16156846 and 16156854
Database :
OpenAIRE
Journal :
5th International Conference on Fundamentals & Development of Fuel Cells (FDFC 2013)., 5th International Conference on Fundamentals & Development of Fuel Cells (FDFC 2013)., Jan 2013, Germany. pp.1-6, Fuel Cells, Fuel Cells, Wiley-VCH Verlag, 2014, 14 (6), pp.894-905
Accession number :
edsair.dedup.wf.001..df94760180cfb11ca341eb72571bfeb9