Effect of Water Sorption on the Electronic Conductivity of Porous Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell Catalyst Layers
Notice bibliographique
Résumé
A method is described for measuring the effective electronic conductivity of porous fuel cell catalyst layers (CLs) as a function of relative humidity (RH). Four formulations of CLs with different carbon black (CB) contents and ionomer equivalent weights (EWs) were tested. The van der Pauw method was used to measure the sheet resistance (RS), which increased with RH for all samples. The increase was attributed to ionomer swelling upon water uptake, which affects the connectivity of CB aggregates. Greater increases in RS were observed for samples with lower EW, which uptake more water on a mass basis per mass ionomer. Transient RS measurements were taken during absorption and desorption, and the resistance kinetics were fit using a double exponential decay model. No hysteresis was observed, and the absorption and desorption kinetics were virtually symmetric. Thickness measurements were attempted at different RHs, but no discernible changes were observed. This finding led to the conclusion that the conducting Pt/C volume fraction does not change with RH, which suggests that effective medium theory models that depend on volume fraction alone cannot explain the reduction in conductivity with RH. The merits of percolation-based models were discussed. Optical micrographs revealed an extensive network of "mud cracks" in some samples. The influence of water sorption on CL conductivity is primarily explained by ionomer swelling, and its effects on the quantity and quality of interaggregate contacts were discussed.
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 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)
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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 ».