MétaCan
Menu
← Retour à la cohorte
Enregistrement W2341404592 · doi:10.1149/ma2014-02/21/1298

Tracking the Water-Uptake Behavior of Fuel Cell Membranes during Accelerated Stress Testing

2014· article· en· W2341404592 sur OpenAlexaffabout
Senthil Velan Venkatesan, Chan Lim, Steven Holdcroft, Erik Kjeang

Notice bibliographique

RevueECS Meeting Abstracts · 2014
Typearticle
Langueen
DomaineEngineering
ThématiqueFuel Cells and Related Materials
Établissements canadiensSimon Fraser University
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésMembraneProton exchange membrane fuel cellChemical engineeringMicrostructureIonomerMaterials scienceChemistryWater transportPolymerComposite materialWater flow

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Proton Exchange Membrane (PEM) failure is one of the key criteria in deciding the durability of the PEM fuel cell system. Physical properties such as ionic conductivity and mechanical properties depend on the microstructure. The microstructure is itself strongly dependent on the water content of the membrane (1, 2). It is therefore important to fully understand the effect of degradation stressors on the morphological changes and water-uptake characteristics in order to improve membrane durability. In this work, standard perfluorosulfonic acid (PFSA) ionomer membranes are subjected to a combined chemical and mechanical accelerated stress test (AST) used for rapid benchmarking of in-situ membrane stability. The degradation stressors in the combined chemical/mechanical AST was previously shown by our group to change the molecular structure and lead to membrane material loss (3). The chemical phase of the AST generates hydroxyl radicals that attack both the side chain and main chain of the polymer, while the mechanically generated stresses due to humidity cycling accelerate mechanical failures. The observed structural changes are anticipated to alter the water-uptake properties of the membrane, as shown previously for ex-situ testing (4). The degradation also alters the morphology, ion exchange capacity, mechanical properties, and proton conductivity of the membrane (5). Water-uptake measurements of partially AST degraded catalyst coated membrane (CCM) samples are carried out at room temperature using a dynamic vapor sorption system. In spite of severe fluoride release and membrane thinning, the water-uptake per unit mass of the AST degraded CCMs is found to be relatively constant. Since the test specimens are CCMs which contain a significant amount of catalyst layer material, an attempt is made to measure and separate the mass of the ionomer by thermogravimetric analysis (TGA). The ionomer material loss throughout the AST process is significant due to fluoride release and ionomer degradation, up to roughly 50% at end-of-life (3). The water-uptake per unit mass of ionomer in the CCM is determined by extracting the ionomer weight obtained by heating the CCM in the TGA chamber. In contrast to the previous results normalized by specimen dry weight, the water-uptake increases significantly per unit mass of the ionomer in the CCM, as shown in Fig. 1. Although the increased water-uptake may indicate enlarged solvated hydrophilic domains in the membrane, which is good for enhanced proton mobility, the proton conductivity is found to decrease (Fig. 1). This may be attributed to a decay in proton concentration due to sulfonic acid functional group loss during side chain degradation. The overall effects of the combined chemical/mechanical AST on the membrane morphology and properties are presented and compared to provide additional insight into the complex degradation mechanism. ACKNOWLEDGMENTS Research funding provided by Automotive Partnership Canada (APC), Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada (NSERC) and Ballard Power Systems (BPS) is gratefully acknowledged. BPS is also acknowledged for providing access to experimental facilities, material samples and technical support. REFERENCES 1. J.Benziger, A. Bocarsly, M. J. Cheah, P. Majsztrik, B. Satterfield, and Q. Zhao, in Fuel Cells and Hydrogen Storage 141, Bocarly and Mingos, Editors, p. 85 Springer, Berlin Heidelberg 141 (2011). 2. Y. Yang, A. Siu, T. J. Peckham, S. Holdcroft, in Advances in Polymer Sciences 215: Fuel cells 1, G. G. Scherer, Editor p. 55 Springer, Berlin Heidelberg 215 (2008). 3. C. Lim, L. Ghassemzadeh, F. Van Hove, M. Lauritzen, J. Kolodziej, G.G. Wang, S. Holdcroft, E. Kjeang, J. Power Sources 257 102 (2014). 4. L. Ghassemzadeh and S. Holdcroft, J.Am.Chem.Soc. 135 8181 (2013). 5. S. V. Venkatesan and E. Kjeang, 11th International Fuel Cell Science, Engineering and Technology Conference, ASME, Minneapolis, MN (2013).

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,001
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: Expérimental (laboratoire)
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,001
Score d'incertitude au seuil0,004

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,001
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,000

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.

Tête enseignante Opus0,019
Tête enseignante GPT0,209
Écart entre enseignants0,190 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_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 découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeExpérimental (laboratoire)
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations0
Publié2014
Routes d'admission2
Résumé présentoui

Explorer davantage

Même revueECS Meeting Abstracts→Même sujetFuel Cells and Related Materials→Travaux en français237 207→