Tailoring Parallel Channel Flow Fields for Efficient Mass Transport and Compression in Proton Exchange Membrane Fuel Cells
Notice bibliographique
Résumé
The adverse effects of global warming have made it critical to transition our reliance on fossil fuels to more sustainable energy sources. Renewable energy can be stored in the form of hydrogen to continuously produce clean energy using a proton exchange membrane (PEM) fuel cell. However, to accelerate commercialization, especially in heavy-duty applications, the performance and durability of the fuel cell needs to be improved. Particularly, PEM fuel cell performance is strongly dependent on the flow fields which should be designed to optimize the transport of reactants and byproducts while maintaining uniform compression of the fuel cell materials. An important flow field design parameter is the channel aspect ratio (channel width by height) which directly influences compression and the transport of reactants and products. Although novel flow field configurations have been studied previously, an investigation on the effects of channel aspect ratio on cell performance using electrochemical testing and operando X-ray imaging has yet to be performed. In this study, we compared the water saturation and electrochemical performance across varying flow field channel aspect ratios from 0.5-2.0 with a fixed active area. The ohmic and mass transport resistances were quantified using electrochemical impedance spectroscopy. Operando X-ray imaging was performed to spatially resolve water saturation under the land and channel regions of the flow fields. We observed that lower channel aspect ratios (or higher number of channels for the given active area) led to lower ohmic resistances but resulted in significant water saturation at higher current densities due to ineffective water removal from the smaller channels. Notably, from these results we elucidated that there exists an ideal channel to rib width ratio to facilitate an effective balance of enhanced water removal using the channels and contact between the porous microstructures under the lands of the flow fields.
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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 | 0,000 | 0,000 |
| 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 | 0,000 | 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 ».