Quantitative in-situ analysis of mechanical degradation of the catalyst coated membrane in proton exchange membrane fuel cells: Influences of temperature and relative humidity swing
Notice bibliographique
Résumé
This work investigates mechanical membrane degradation in fuel cells under variable temperature (50–80 °C) and relative humidity (RH) swing (from 0 % to 60–150 %) using 4D in-situ X-ray computed tomography (XCT) to measure spatiotemporal crack length and area in the catalyst layer and membrane as quantifiable degradation metrics. A scoring system classifies the tests into Tiers 1–3 based on applied hygrothermal stresses correlated to crack data and membrane lifetime. Tier 1 exhibits 2-3x faster crack growth rates and lower membrane lifetime than Tiers 2 and 3, with membrane cracks initiating by 5k RH cycles and propagating rapidly by 15k. In contrast, Tier 3 shows delayed membrane crack onset (after 15k) and slower propagation. The results demonstrate that RH swing wet phase apex is an even stronger driver of stress than temperature. Crack growth rate is validated as a quantifiable in-situ degradation metric, and 4D XCT proves effective for quantifying mechanical membrane degradation. • Dynamic crack dimensions are proposed as an in-situ metric of membrane degradation. • 4D in-situ XCT imaging visualizes and quantifies crack growth over time. • Tiered test scoring links stress severity to crack propagation and lifetime. • Higher wet phase apex and temperature accelerate crack propagation by 2-3x. • Membrane cracks occur by 5k RH cycles for highest stress and 15k for lowest stress.
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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 | 0,001 | 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 ».