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Enregistrement W4251622892 · doi:10.1149/ma2014-02/21/1044

Invited: Pore Network Modeling of the Full Membrane Electrode Assembly of a Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell

2014· article· en· W4251622892 sur OpenAlexaff
Mahmoudreza Aghighi, Jeff T. Gostick

Notice bibliographique

RevueECS Meeting Abstracts · 2014
Typearticle
Langueen
DomaineEngineering
ThématiqueFuel Cells and Related Materials
Établissements canadiensMcGill University
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésProton exchange membrane fuel cellMaterials scienceElectrolyteMembrane electrode assemblyMechanicsPercolation theoryThermal diffusivityMultiphase flowElectrodePower densityCapillary actionPorosityWater transportProcess engineeringThermodynamicsChemical engineeringPower (physics)Composite materialChemistryWater flowFuel cellsEngineeringConductivityGeotechnical engineeringPhysics

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

(PEMFCs) are a major component of a sustainable energy economy. Their high energy and power density make them uniquely capable of replacing the internal combustion engine. The porous electrode in the PEMFC must be designed to withstand the presence of liquid water, which is a by-product of the electrochemical reaction. Ensuring high rates of gaseous reactant transport to the catalyst layer is essential to producing high power density, efficient and cost effective cells. Consequently, the study of liquid water behavior in the porous electrodes is of extreme interest. A very large number of numerical models have been published, attempting to use multiphase flow models in PEMFC and computational fluid dynamics packages based on continuum mechanics to optimize the electrode. There are several limitations to the continuum approach that will be discussed. The most obvious is that the transport properties must be measured experimentally, and then input into the computation as constitutive relationships. This is problematic for properties are difficult to measure, such as effective diffusivity in partially water saturated media [1, 2], gas-liquid surface area, etc. An alternative modeling approach that is receiving increased interest is pore network modeling (PNM). In PNMs, the media is mapped as a set of interconnected pores and throats, transport is modeled as a resistor network and capillary behavior is modeled using percolation theory concepts. In this paradigm there is no difficulty modeling the impact of multiphase flow, and importantly, PNMs do not require experimentally measured transport parameters are constitutive relationships. A pore network model produced using the OpenPNM package has been developed to simulate the impact of mass transfer through the GDL network on the electrochemical kinetics and fuel cell operation. OpenPNM is an open source framework implemented in Python. This framework is capable of building a porous structure, applying pore-scale physics, and simulating numerous algorithms on pore network models. In this work, constant voltage boundary conditions have been applied to the catalyst layer to predict overvoltage in proton exchange fuel cell systems, as shown by the polarization curve in Figure 1. As can be seen, the mass transfer losses place an upper limit on the maximum current that can be generated in a cell. Only mass transfer losses in the GDL are considered, but there is no theoretical reason why the catalyst layer can cannot be included in future work. This approach can be extended to include ionic losses in the membrane phase as well. The eventual goal is to provide a fully viable alternative to the continuum model approach. References 1. J. T. Gostick, M. A. Ioannidis, M. W. Fowler, M. D. Pritzker, J. Power Sources 194, 433 (2009). 2. J. T. Gostick, M. A. Ioannidis, M. W. Fowler, M. D. Pritzker, in Modern Aspects of Electrochemistry, C. Y. Wang, U. Pasaogullari, Eds. (Springer, Berlin, 2010), vol. 49. Acknowledgements This work was funded by AFCC and the NSERC CRD program.

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: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,014
Score d'incertitude au seuil0,048

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,001
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,001
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0140,004

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 GPT0,179
Écart entre enseignants0,174 · 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'étudeSimulation ou modélisation
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'admission1
Résumé présentoui

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