Analytical Modeling of PEM Fuel Cell Gas Diffusion Layers Deformation Under Compression: Part 1 - Linear Behaviour Region
Notice bibliographique
Résumé
In the Proton exchange membrane PEM fuel cell stack, transport characteristics of the porous gas diffusion layer (GDL) change due to the GDL microstructural parameters variation in a result of compressive loading during the fuel cell assembly and operation. The GDL is a carbon fiber based highly porous media in the form of paper or cloth. In addition to the reactants and reactions products transportation, GDL provides mechanical support for the membrane assembly against the compressive loads imposed by bipolar plates. According to the results of compression tests, GDL mechanical behaviour can be divided into regions; nonlinear and linear. In the compressive loads smaller than a critical pressure, GDL has a nonlinear mechanical behaviour and its compressive modulus is a function of deformation level. After reaching the critical pressure, the compressive strain increases linearly with the applied stress. Using unit cell approach and assuming a simplified geometry for the complex and random microstructure of the GDL, a new mechanistic model is developed that can accurately predict the mechanical behaviour of GDL. The unit cell model covers salient microstructural parameters and properties of the fibrous porous medium including: carbon fiber diameter, elastic modulus, and pore size distribution. Bending of carbon fibers is proved to be the main deformation mechanism of GDL deformation in linear region. A comprehensive optical measurement study with statistical analysis was performed to determine the effective geometrical parameters of the model for a number of commercially available GDL samples. A comparison between the present model and the GDL stress-strain data shows that the model can predict accurately the mechanical behaviour of the GDL material. The nonlinear behaviour of GDL will be addressed in the second part of this study. Keywords: Gas Diffusion Layer, Porous media, Fuel cell,analytical modeling, mechanical behaviour, compression
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) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 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 ».