Design and Validation of a Water Transfer Factor Measurement Apparatus for Proton Exchange Membrane Fuel Cells
Notice bibliographique
Résumé
Abstract The investigation of water management within proton exchange membrane fuel cells (PEMFCs) has led to the definition of a water transfer factor to describe the net transfer of water across the membrane. In most fuel cells, the total amount of water transferred across the membrane is a small fraction of the total water passing through the fuel cell, and therefore experimental measurements of the water transfer factor have been very difficult to achieve in practice. This paper presents a four-step systematic approach to design and validate a measurement concept that will enable the measurement of the water transfer factor with the desired accuracy. These steps are: (1) several key equations are obtained from mass balance; (2) potential measurands are screened by sensitivity analysis; (3) the performance of interesting measurement concepts is simulated by a Monte Carlo approach to account for the variability of the instrument performance and other operational considerations; and (4) validation tests are achieved in a simulated fuel cell configuration to determine measurement accuracy of the selected measurement concept. Four key equations were derived from mass balance considerations allowing for the determination of the water transfer factor. The sensitivity analysis showed that measurement concepts that relied on the differential mass flow rate and the differential water content would yield the best accuracy. However, these measurement concepts were found to involve a great risk associated with the development or adaptation of key measurement instruments. A more conventional measurement concept, which utilizes precision liquid injection by syringe pumps and water content measurement by infrared absorption, was therefore selected. The measurement concept was further improved by implementing a reference injection, which, based on the virtual experiments using Monte Carlo calculations, allowed for an order of magnitude improvement in the accuracy. From the validation tests it was determined that combining anode and cathode side measurements, the measurement concept has an accuracy better than ±0.01 on the water transfer factor.
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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 | 0,011 | 0,009 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,002 | 0,002 |
| Science ouverte | 0,004 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,003 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,001 |
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 ».