PEM fuel cells fed by hydrogen from ethanol dehydrogenation reaction: Unveiling the poisoning mechanisms of the by-products

Autor(es)

Biancolli, Ana Laura G. ^{[1, 2]} ; Lopes, Thiago ^{[1, 3]} ; Paganin, Valdecir A. ^[1] ; Ticianelli, Edson A. ^[1]

Afiliação do(s) autor(es)

^[1] Univ Sao Paulo, Sao Carlos Inst Chem IQSC, Ave Trabalhador Saocarlense 400, BR-13560970 Sao Carlos, SP - Brazil

^[2] Nucl & Energy Res Inst IPEN, Ave Prof Lineu Prestes 2242 Butanta, BR-05508000 Sao Paulo, SP - Brazil

^[3] Univ Sao Paulo, Escola Politecn, Ave Prof Mello Moraes 2231, BR-05508030 Sao Paulo, SP - Brazil

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: Electrochimica Acta; v. 355, SEP 20 2020.
• Citações Web of Science: 0

Resumo

This work investigates the influence of hydrogen contaminated with the main by-products of the ethanol dehydrogenation reaction, i.e. ethyl acetate, acetaldehyde and unreacted ethanol, on the anode performance of a proton exchange membrane fuel cell employing different catalysts, aiming at understanding and minimizing the efficiency losses caused by these molecules. Pt-W/C and Pt-Sn/C catalysts were investigated, having Pt/C as reference, which were chosen due their ability to oxidize small organic molecules without breaking of C-C bonds and without producing strong poisoning intermediates (i.e. less prone to have its active sites blocked by side reactions). Results evidence that anode catalysts that presents lower activity for small organic molecules oxidation and/or weaker reactant adsorption, which is the case of Pt-Sn/C, are best suited for PEMFC systems directly fed by hydrogen from ethanol dehydrogenation reaction. It is also found that crossover of the considered by-products from the anode towards the cathode also has a major impact on fuel cell efficiency losses. (c) 2020 Elsevier Ltd. All rights reserved. (AU)

• Processo FAPESP: 16/13277-9 - Membranas aniônicas produzidas por enxertia via irradiação para o uso em células a combustível alcalinas
• Beneficiário: Ana Laura Gonçalves Biancolli
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado Direto
• Processo FAPESP: 14/22130-6 - Eletrocatálise além da platina: desenvolvimento de eletrocatalisadores sustentáveis
• Beneficiário: Thiago Lopes
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Jovens Pesquisadores
• Processo FAPESP: 15/09210-3 - Influência dos subprodutos da desidrogenação do etanol na eletrocatálise da reação de oxidação de hidrogênio em eletrólito ácido e alcalino
• Beneficiário: Ana Laura Gonçalves Biancolli
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
• Processo FAPESP: 13/16930-7 - Eletrocatálise V: processos eletrocatalíticos de interconversão entre as energias química e elétrica
• Beneficiário: Edson Antonio Ticianelli
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático
• Processo FAPESP: 17/15304-6 - Eletrocatálise além da platina: desenvolvimento de eletrocatalisadores sustentáveis
• Beneficiário: Thiago Lopes
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Jovens Pesquisadores