Measurement of Average Contact Angles of Gas Diffusion Layers Using a Novel Fluorescence Microscopy Method
Notice bibliographique
Résumé
One of the major problems of current proton exchange membrane (PEM) fuel cells is water management. The gas diffusion layer (GDL) of the fuel cell plays an important role in water management since humidification and water removal are both achieved through the GDL. Various numerical models were developed to illustrate the multiphase flow and transport in the fuel cell. The accuracy of these models depends on the accurate measurement of the GDL properties such as wettability, surface energy, and porosity. Most of the studies conducted for measuring the wettability of the GDL are based on the external contact angle measurements. However, the external contact angle does not describe adequately the capillary forces acting on the water inside the GDL pores. In a recent study, the capillary penetration technique has been used to measure indirectly the wettability of the GDL based on the experimental height increase due to penetration of the liquid into the porous sample. In essence, the height penetration technique was used along with the general Washburn equation to determine the surface properties of GDLs [Friess and Hoorfar, 2010, “Measurement of Internal Wettability of Gas Diffusion Porous Media of PEM Fuel Cells,” J. Power Sources, 195, pp. 4736–4742]. The shortcoming of this method is that it is only effective for thin GDL samples with low poly(tetrafluoroethylene) (PTFE) loading since the digital images acquired to find the height of penetration has a limited contrast between the penetrated and unpenetrated areas. Since fuel cells need to use different combinations of PTFE loading and thickness depending on the desired use of the cell, it is important to find a way to measure the contact angle of the GDLs with different PTFE loadings and thicknesses. This paper presents a novel fluorescence microscopy method that drastically improves the contrast in the images and allows for the accurate measurement of the height of penetration of the test liquid at each time step. This penetrated height values are then used along with an optimization method (which finds the best fit between the general Washburn equation and the experimental data) to calculate the contact angle of the test liquid on the GDL sample.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».