Characterization of Micro-Porous Layer of Gas Diffusion Layer of a PEM Fuel Cell Via X-Ray Tomographic Microscopy
Notice bibliographique
Résumé
Abstract The gas diffusion layer (GDL) performs key functions within the fuel cell, providing access for hydrogen and oxygen gas to flow to and from the catalyst layer, conducting electricity and heat, and removing water byproduct. The GDL is commonly treated with a micro-porous layer (MPL) on the catalyst side to minimize contact resistance by reducing the roughness of the contact surface. The MPL also reduces mass transport losses and hence improves water management in the cell operated at high current densities [1]. This paper describes a method to characterize the GDL/MPL porous structure and their interface using X-ray micro-computed tomographic (µ-CT) microscopy. µ-CT is a relatively new tool that is used for acquiring the internal three-dimensional structure of both fully dense and porous materials [2]. In this work, the structure of the MPL/GDL is evaluated via µ-CT for various GDL samples (such as Toray TGP060 and EP40) loaded with different MPL loadings. Figure 1 shows a 3D image of the EP40 T12 GDL without the MPL (CBT 18). While previous studies have also examined the MPL layer using this technique (e.g. [1,3]), this is the first to examine the GDL/MPL interface, as well as the surface characteristics of the MPL. A new method is presented for separating, or segmenting, various phases (GDL, PTFE, and MPL). Using this methodology, the surface roughness of the MPL, and the porosity within the GDL is identified. The results show that there is considerable overlap between the GDL and MPL. Also, while the MPL has a smooth surface in comparison to the GDL, it remains relatively rough. The correlation between PTFE content, thickness of the MPL, and porosity will be discussed. References 1. Z. Fishman, A. Bazylak (2011). Journal of The Electrochemical Society, Vol. 158, B846-B851. 2. C. Puncreobutr, P.D. Lee, R.W. Hamilton, A.B. Phillion (2012). JOM, Vol. 64, pp:89-95. 3. A. Pfrang, S. Didas, G. Tsotridis (2013). Journal of Power Sources, Vol. 235, pp:81-86. Figures Figure 1: EP40 T12 GDL specimen without MPL (CBT18). The PTFE can be seen between the carbon strands.
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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 | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 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) | 0,001 | 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 ».