Influence of MPL Structure Modification on Fuel Cell Oxygen Transport Resistance
Notice bibliographique
Résumé
Proton exchange membrane fuel cell (PEMFC)) technology is the basis for a promising future automotive powertrain. However, PEMFC cost must be reduced and durability must be improved. The greatest opportunity to reduce cost is to run the fuel cell at high current density while not considerably lowering the cell voltage [1], which requires excellent mass (both oxygen and water) transport in the fuel cell electrode, as well as low ohmic loss. In this work we report the measurement of the resistances to oxygen transport in the fuel cell cathode electrode and the impact of microporous layer (MPL) structure modification on the oxygen transport. The oxygen transport resistance is measured by the limiting current density method [2-4] in a specially designed 5 cm2 cell using a variety of O2 concentrations. The total oxygen transport resistance in a fuel cell cathode sums the resistance from the diffusion media and that from the catalyst layer (CL). The CL resistance includes the Knudsen diffusion resistance and the ionomer permeation resistance: Rtot = RDM + RCL = RDM + RCL,Knud + RCL,ion, where RDM is quantified by varying the cathode gas pressure [2], and RCL,Knud and RCL,ion can be differentiated by varying the temperature [4]. The effect of MPL modification on the oxygen transport resistance has been studied. Straight holes of 20 mm diameter through the MPL, but not through the carbon fiber substrate, were made by a laser perforation technique. The oxygen transport resistances in the cell with the perforated MPL on the cathode were measured and compared to those in the cell with the baseline MPL. The total oxygen transport resistance depended on the water production rate, revealing a dry region and a dry-to-wet transition for both MPLs in response to the oxygen concentration increase. The MPL modification had little influence on the total transport resistance in the dry region, while the perforated MPL significantly reduced the transport resistance in the dry-to-wet transition region, indicating the perforated MPL improved the cathode water management. It is not clear at this moment whether the increased transport resistance under the wet condition occurs in the diffusion medium or in the catalyst layer. The transport resistance in the CL can only be obtained for the dry conditions and the MPL modification shows little influence on the CL resistance. A trend of decreasing CL resistance with increasing temperature was observed. This temperature effect is mainly attributable to the oxygen permeation in CL ionomer, while the Knudsen diffusion in CL secondary pores is only weakly dependent on temperature. References: DOE Roadmap, 2014. D.R. Baker, D.A. Caulk, K.C. Neyerlin, M.W. Murphy, J. Electrochem. Soc., 156, B991 (2009). D.A. Caulk and D.R. Baker, J. Electrochem. Soc., 157, B1237 (2010). N. Nonoyama, S. Okazaki, A.Z. Weber, Y. Ikogi, T. Yoshida, J. Electrochem. Soc., 158, B416 (2011).
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 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 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| 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 ».