Active Water Management for PEM Fuel Cells
Notice bibliographique
Résumé
Proton exchange membrane (PEM) fuel cells require humidified gases to maintain proper membrane humidification, but this often results in a problematic accumulation of liquid water. Typically, excessive air flow rates and serpentine channel designs are used to mitigate flooding at the cost of system efficiency. In this paper, we present an active water management system that decouples water removal from oxidant delivery. The system uses a porous carbon flow field plate as an integrated wick that can passively redistribute water within the fuel cell. The system also employs an external electro-osmotic (EO) pump that actively removes excess water from the channels and gas diffusion layer. For a fuel cell with 23 parallel air channels, we demonstrate a 60% increase in maximum power density over a standard graphite plate with a low air stoichiometry of 1.3. EO pumping represents a negligible parasitic load, consuming typically less than 0.5% of the fuel cell power. Experimental and modeling results show that simple passive water transport through the porous carbon alone can prevent flooding at certain operating conditions and flow field dimensions. However, active water management with EO pumping facilitates robust operation with a high volumetric power density across all operating conditions.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 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 tête enseignante, 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 ».