Grooved Electrodes for High Power Density Fuel Cells
Notice bibliographique
Résumé
Proton exchange membrane fuel cells (PEMFCs) are a promising alternative to internal combustion engines, owing to their intrinsic power density, decoupled energy storage and generation, and relatively short refueling time. However, challenges related to cost, performance, and durability continue to prevent wide adoption of PEMFCs.1 Development of alternative electrode structures, which can enable smaller and less expensive PEMFCs with higher power and lower precious metal content, provides a promising path to overcome these challenges.2 Here, we report grooved electrodes, where the transport pathways of H+ and O2 were partitioned. Specifically, H+ are transported through electrode ridges with optimized ionomer content, and O2 is transported through the grooves that separate the electrode ridges. The grooved electrodes made with commercial electrode materials enhanced the performance up to 50%, and the enhancement becomes greater after accelerated durability tests. We verify via electrochemical impedance analyses, limiting current measurements, and multiphysics modeling that the enhancement is due to improved H+ and O2 transport. The work also demonstrates that the electrodes can be further improved by optimizing the electrode geometry, proven via machine learning investigations. These results inform next generation electrode designs for enhanced PEMFC performance and durability. Acknowledgement: This work was supported by the Hydrogen and Fuel Cell Technologies Office (HFTO), Office of Energy Efficiency and Renewable Energy, US Department of Energy (DOE) through the Million Mile Fuel Cell Truck (M2FCT) consortia, technology managers G. Kleen and D. Papageorgopoulos. Financial support for this work from the Laboratory Directed Research and Development (LDRD) program at Los Alamos National Laboratory (LANL) is gratefully acknowledged (Projects 2020200DR and 20210915PRD2). ChungHyuk Lee acknowledges the support of the Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada (NSERC). References: D. A. Cullen et al., Nat. Energy, 6, 462–474 (2021). K. Jiao et al., Nature, 595, 361–369 (2021).
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 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 0,002 |
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 ».