Thermo-Fluids Considerations in the Development of a Silicon-based Micro-scale Direct Methanol Fuel Cell
Notice bibliographique
Résumé
A silicon-based micro-scale Direct Methanol Fuel Cell (DMFC) system is under development at Carnegie Mellon University, as a substitute for lithium-ion batteries to power hand-held electronic devices. The DMFC is simple in design, operational in any orientation and environmentally benign. The air flow and the methanol circulation are both at a natural convection draft, while a passive gas bubble separator removes CO2 from the methanol chamber. The design and operation of the passive gas separator system, which has been successfully fabricated and tested, is described. Micro-scale Direct Methanol Fuel Cells have great potential for early applications in portable electronics due to their higher tolerance of power cost. However, challenges in system integration have to be overcome. A major issue is the development of micro-fluidics, which includes the micro pump for anode liquid re-circulation and for recycling the excess water from the cathode back to the anode, as well as the passive CO2 gas bubble separation from the anode side liquids. In addition, the seamless integration of various micro-fluidic components and the electronic control system has been an essential concern for system reliability and cost reduction. The DMFC is designed using MEMS technology. To achieve high energy density, the excess water at the cathode is collected and pumped back to the anode. This micro fuel cell contains several unique features. A silicon wafer with an array of etched holes selectively coated with a non-wetting agent is used at the cathode to collect the water effectively. A silicon membrane micro pump is developed for pumping the collected water back to the anode. Finally, a passive micro-scale CO2 bubble separator is developed to remove the gas bubbles from the anode stream. All of these silicon-based components are fabricated with a set of common processes on the same silicon wafer, such that interconnections are eliminated and fabrication cost is minimized. The resulting micro-scale fuel cell has an energy density four times larger than that of current lithium-ion batteries.
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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 | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| 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 ».