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Enregistrement W2565036217

Pore Network Modeling and Synchrotron Imaging of Liquid Water in the Gas Diffusion Layer of Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cells

2015· dissertation· en· W2565036217 sur OpenAlexfundaboutno aff
James Hinebaugh

Notice bibliographique

RevueTSpace (University of Toronto) · 2015
Typedissertation
Langueen
DomaineEngineering
ThématiqueFuel Cells and Related Materials
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesCanadian Light Source
Mots-clésElectrolyteSynchrotronGaseous diffusionMembranePolymerDiffusionLayer (electronics)Materials scienceChemical engineeringFuel cellsChemistryNanotechnologyComposite materialElectrodeThermodynamicsEngineeringPhysicsOpticsPhysical chemistry
DOInon disponible

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Polymer electrolyte membrane (PEM) fuel cells operate at levels of high humidity, leading to condensation throughout the cell components. The porous gas diffusion layer (GDL) must not become over-saturated with liquid water, due to its responsibility in providing diffusion pathways to and from the embedded catalyst sites. Due to the opaque and microscale nature of the GDL, a current challenge of the fuel cell industry is to identify the characteristics that make the GDL more or less robust against flooding. Modeling the system as a pore network is an attractive investigative strategy; however, for flooding simulations to provide meaningful material comparisons, accurate GDL topology and condensation distributions must be provided. The focus of this research is to provide the foundational tools with which to capture both of these requirements. The method of pore network modeling on topologically representative pore networks is demonstrated to describe flooding phenomena within GDL materials. A stochastic modeling algorithm is then developed to create pore spaces with the relevant features of GDL materials. Then, synchrotron based X-ray visualization experiments are developed and conducted to provide insight into condensation conditions.It was found that through-plane porosity distributions have significant effects on the GDL saturation levels. Some GDL manufacturing processes result in high porosity regions which are predicted to become heavily saturated with water if they are positioned between the condensation sites and the exhaust channels. Additionally, it was found that fiber diameter and the volume fraction of binding material applied to the GDL have significant impacts on the GDL heterogeneity and pore size distribution. Representative stochastic models must accurately describe these three material characteristics. In situ, dynamic liquid water behavior was visualized at the Canadian Light source, Inc. synchrotron using imaging and image processing techniques developed for this work. Liquid water primarily originated beneath the flow field landings, sometimes spreading laterally into the less compressed regions of the GDL beneath the flow field channels. Independent water clusters were tightly packed within the GDL, rarely occupying more than 1 mm2 of planar area. These tools and observations provide the capability to predictively design high performance GDL materials.

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 distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut 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 enseignants0,395
Score d'incertitude au seuil0,987

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
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 recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

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 Opus0,006
Tête enseignante GPT0,194
Écart entre enseignants0,189 · 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 tête enseignante, 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

Citations2
Publié2015
Routes d'admission2
Résumé présentoui

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