Impact of MPL Thickness on Water Management of PEMFC By Synchrotron X-ray Radiography
Notice bibliographique
Résumé
The polymer electrolyte membrane fuel cell (PEMFC) is an efficient and clean energy conversion device. The performance of PEMFCs at high power operation is governed by product water management. The gas diffusion layer (GDL), a porous carbon fiber sheet, is sandwiched between a catalyst layer and a flow field, providing diffusive pathways for reactant gases and product water. A transient microporous layer (MPL) characterized by sub-micron size pores and hydrophobic contents applied on the GDL or catalyst layer is known to extend limiting current density. Past research [1] has shown that there exists an optimal thickness of MPL. However, the effect of varying MPL thickness has not been studied by visual inspection. Our research group has successfully investigated liquid water dynamic and distribution in an operating PEMFC using synchrotron radiography [2-3]. For this study, a miniature fuel cell with an active area of 0.48cm2and 0.2mm channel and rib width was designed for improved image quality. MPLs of varying thickness (no MPL, 50μm, 100μm, and 150μm) were coated on TGP-H-60 (Toray Industries Inc.). Each fuel cell was operated according to a pre-determined testing scheme on a Scribner 850e fuel cell testing station (Scribner Inc.). Visualizations were performed at the Biomedical Imaging and Therapy Bending Magnet (05B1-1) beamline at Canadian Light Source Inc. (Saskatoon, Canada). Spatial and temporal resolutions were approximately 10μm and 0.3fps, respectively. Image processing was carried out according to the Beer-Lambert law. The processed image provides information on liquid water profile across components of the fuel cell (Figures 1 and 2). For each types of GDL, liquid water content at the interfaces and within microstructures will be analyzed to isolate effect of MPL thickness on water distribution and performance of the fuel cell. References: 1. Jin Hyun Nam, Kyi-Jin Lee, Gi-Suk Hwang, Charn-Jung Kim, Massoud Kaviany, Int. J. Heat and Mass Transfer, 52, 2779-2791 (2009). 2. J. Lee, J. Hinebaugh, A. Bazylak, J. Power Source, 227, 123-130 (2013) 3. J. Hinebaugh, J. Lee, A. Bazylak, J. Electrochem. Society, 159 (12) F826-F830 (2012)
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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 | 0,001 | 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 | 0,000 |
| 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 ».