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Enregistrement W4237282116 · doi:10.1149/ma2016-02/38/2499

Roles of Photon Scattering in Synchrotron X-ray Radiography of In Operando Visualizations of the Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell

2016· article· en· W4237282116 sur OpenAlexaboutno aff
Nan Ge, Stéphane Chevalier, James Hinebaugh, Michael G. George, Jongmin Lee, Rupak Banerjee, Hang Liu, Daniel Muirhead, Pranay Shrestha, Aimy Bazylak

Notice bibliographique

RevueECS Meeting Abstracts · 2016
Typearticle
Langueen
DomaineEngineering
ThématiqueFuel Cells and Related Materials
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésAttenuation coefficientAttenuationPhotonSynchrotronMaterials scienceOpticsMass attenuation coefficientScatteringAnalytical Chemistry (journal)PhysicsChemistry

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Synchrotron X-ray radiography has been proven to be a powerful tool for visualizing and quantifying the in operando liquid water distributions in polymer electrolyte membrane (PEM) fuel cells. Water thickness, the accumulated water content at an image pixel, was calculated by normalizing the images collected to isolate the presence of liquid water. Images containing liquid water are called wet images, and are evaluated with respect to a reference image in the absence of liquid water, called the dry image. This normalization process is based on the Beer-Lambert law, and the attenuation coefficient of liquid water (at the applied photon energy level) is vital for this calculation. The attenuation coefficient for monoenergetic X-ray photons, provided by the National Institute of Standards and Technology (NIST), describes the probability that a photon will interact with the particles in a material as it travels a unit distance in the direction of the beam. Hence, the liquid water thickness calculation is highly dependent on the correct use of the attenuation coefficient. The incorrect use of a monoenergetic attenuation coefficient in synchrotron X-ray image analysis may lead to significant inaccuracies attributed to the neglect of scattering effects and higher harmonics contamination, which may be present at a synchrotron beamline. In our previous work (1), a calibration experiment was developed to experimentally obtain the water attenuation coefficient based from six known thicknesses of liquid water. The calibrated attenuation coefficient was 18.9% lower than the value for the monoenergetic photons at 20 keV. This deficit implied that at least one of the two prescribed phenomena (scattering and higher harmonics) contributed to the measured intensity in the obtained images. The purpose of this study is to determine the ratios of produced X-ray intensities that arise due to the scattering effect and higher harmonics, respectively. From this work, a correction method for calculating the water thickness can be proposed based on the scattering ratio. This correction method is vital for increasing the accuracy of water quantification. The calibration experiments were performed with a range of photon energy levels and filters at the Canadian Light Source. It was observed that the scattered signal increased as a function of water thickness, and this trend was more significant for lower experimental energy levels. The results suggested that the calibration experiment should be conducted with customized devices that contain liquid water with comparable quantities to that which one would find in the PEM fuel cell, in order to accurately simulate the in operando scattering effect. The existence of the higher harmonics was verified at the experimental energy level of 20 keV, and the water attenuation coefficient was experimentally measured to be 0.258 cm-1, which is in agreement with the value reported by NIST at 40 keV (0.268 cm-1). From the results obtained at 20 keV with the high-transmission filter, the ratio of higher harmonics was determined to be 0.9%–1.4% of the incident beam intensity. From this work, the authors urge that caution should be exercised when using selecting energy levels that could contain higher harmonic photons. References 1. N. Ge, S. Chevalier, J. Hinebaugh, R. Yip, J. Lee, P. Antonacci, T. Kotaka, Y. Tabuchi and A. Bazylak, Journal of Synchrotron Radiation., 23, 2 (2016).

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)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,003
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 enseignants0,002
Score d'incertitude au seuil0,008

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,003
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,000
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0010,001
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0010,001
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 Opus0,004
Tête enseignante GPT0,193
Écart entre enseignants0,188 · 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
Publié2016
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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