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dc.contributor.author
Jiménez García, Juan Carlos
dc.contributor.author
Franceschini, Esteban Andrés
dc.contributor.author
Balderramas Morgan, Nathaniel Augusto
dc.contributor.author
Soldano, Germán
dc.contributor.author
Mariscal, Marcelo
dc.date.available
2025-07-11T11:19:27Z
dc.date.issued
2024-11
dc.identifier.citation
Jiménez García, Juan Carlos; Franceschini, Esteban Andrés; Balderramas Morgan, Nathaniel Augusto; Soldano, Germán; Mariscal, Marcelo; Insights into H2 and O2 transport in the three-phase boundary of PEM fuel cells; Pergamon-Elsevier Science Ltd; International Journal of Hydrogen Energy; 91; 11-2024; 728-734
dc.identifier.issn
0360-3199
dc.identifier.uri
http://hdl.handle.net/11336/265729
dc.description.abstract
Proton Exchange Membrane Fuel Cells (PEMFCs) are a promising sustainable energy technology characterized by high efficiency and low emissions. Their performance is significantly influenced by the Three-Phase Boundary (TPB) where the electrolyte, catalyst, and reactant gasses converge. This study builds on our previous work by investigating the transport properties of hydrogen and oxygen in PEMFCs, focusing on the impact of the Nafion content and membrane hydration. Using molecular dynamics simulations, we analyzed the gas transport in a system of Pt nanoparticles supported on Vulcan Carbon with varying Nafion hydration levels. A high-pressure setup was employed to evaluate gas density, diffusion coefficient, solubility, and permeability. Our results show that the gas density increases at the Pt-Nafion interface but decreases with Nafion concentrations above 24 oligomers, affecting diffusion and permeability. The diffusion coefficients of hydrogen were higher than those of oxygen, which can be attributed to the smaller size of hydrogen and weaker interactions between hydrogen and Nafion. In addition, a Morse potential model for hydrogen adsorption on Pt surfaces was developed, which aligns with the experimental data. These findings highlight the critical role of the Nafion content in the gas transport properties, suggesting that optimizing the Nafion concentration is essential for enhancing the PEMFC efficiency.
dc.format
application/pdf
dc.language.iso
eng
dc.publisher
Pergamon-Elsevier Science Ltd
dc.rights
info:eu-repo/semantics/restrictedAccess
dc.rights.uri
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar/
dc.subject
Fuel Cell
dc.subject
Three Phase Boundary
dc.subject
Hidrogen transport
dc.subject.classification
Físico-Química, Ciencia de los Polímeros, Electroquímica
dc.subject.classification
Ciencias Químicas
dc.subject.classification
CIENCIAS NATURALES Y EXACTAS
dc.title
Insights into H2 and O2 transport in the three-phase boundary of PEM fuel cells
dc.type
info:eu-repo/semantics/article
dc.type
info:ar-repo/semantics/artículo
dc.type
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.date.updated
2025-07-10T11:59:18Z
dc.journal.volume
91
dc.journal.pagination
728-734
dc.journal.pais
Estados Unidos
dc.description.fil
Fil: Jiménez García, Juan Carlos. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba; Argentina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas; Argentina
dc.description.fil
Fil: Franceschini, Esteban Andrés. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba; Argentina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas; Argentina
dc.description.fil
Fil: Balderramas Morgan, Nathaniel Augusto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba; Argentina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas; Argentina
dc.description.fil
Fil: Soldano, Germán. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba; Argentina
dc.description.fil
Fil: Mariscal, Marcelo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba; Argentina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas; Argentina
dc.journal.title
International Journal of Hydrogen Energy
dc.relation.alternativeid
info:eu-repo/semantics/altIdentifier/url/https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0360319924043428
dc.relation.alternativeid
info:eu-repo/semantics/altIdentifier/doi/http://dx.doi.org/10.1016/j.ijhydene.2024.10.144
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