Influence of gravity on water management and mass transport losses in polymer electrolyte membrane fuel cells
Notice bibliographique
Résumé
Traditionally, gravity has been assumed to have a negligible impact on the multiphase transport behaviour in polymer electrolyte membrane (PEM) fuel cells; however, in this study, we reveal how the impacts of gravity and flow field orientation should not be ignored. Gravity-assisted reactant flow provides up to a 21.2 % higher peak power density compared to gravity-opposed reactant flow, owing to enhanced water removal (which we observed via operando synchrotron radiography). We are the first to combine a distribution of relaxation times (DRT) analysis with operando imaging, and for the first time, we separately correlate the presence of liquid water in the channels and GDLs to distinct mass transport loss contributions via this approach. Liquid water accumulation in the cathode GDL is most typically the focus of water management in the PEM fuel cell; however, in this work, we observed significant water accumulation in the anode GDL and channels at gravity-opposed orientations. Specifically, we observed large droplets and slugs in the anode channels which led to significantly higher anode GDL water saturation (≥ 0.23) compared to gravity-assisted angles (≤ 0.11). The force of gravity overpowers the weaker inertial force of reactant hydrogen flow, thereby hindering the removal of water droplets in the anode flow fields, which results in poor water management, reactant starvation and ultimately cell failure.
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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) | 0,000 | 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 ».