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Enregistrement W7049059883

Mechanical properties of catalyst coated membranes: A powerful indicator of membrane degradation in fuel cells

2015· dissertation· en· W7049059883 sur OpenAlexfundno aff

Notice bibliographique

RevueSummit (Simon Fraser University) · 2015
Typedissertation
Langueen
DomainePhysics and Astronomy
ThématiqueCrystallography and Radiation Phenomena
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesNatural Sciences and Engineering Research Council of CanadaSimon Fraser UniversityBallard Power Systems
Mots-clésCreepStress (linguistics)Work (physics)Degradation (telecommunications)Extensometer
DOInon disponible

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Mechanical durability of perfluorosulfonic acid (PFSA) ionomer membranes in polymer electrolyte fuel cells (PEFCs) is investigated in this thesis. This work contributes to a systematic characterization of the decay in mechanical properties of membranes and catalyst coated membranes (CCMs) that are subjected to controlled chemical and/or mechanical degradation mechanisms. During field operation of PEFCs, the membrane is subjected to a combination of chemical and mechanical degradation, resulting in the loss of mechanical integrity and ultimately leading to lifetime-limiting mechanical membrane failure. Accelerated stress tests (ASTs) were performed in this study in order to investigate the decay rate caused by each individual degradation mechanism, and to simulate the failure modes of field operated fuel cells. Mechanical degradation was studied using humidity cycling (in-situ) or mechanical fatigue stress (ex-situ). Chemical degradation was evaluated via open circuit voltage (OCV) or elevated voltage (in-situ) or Fenton’s reagents (ex-situ). Moreover, the combined chemical and mechanical degradations were also taken into account following recently developed protocols. In order to investigate the evolutions in mechanical properties during the degradations, different mechanical experiments were utilized including tensile, fatigue, thermal and hygral expansion, and creep tests in a wide range of hygrothermal conditions from the defined room conditions (23°C – 50% RH) to the fuel cell operating conditions (70°C – 90% RH) covering the expected range of operating conditions in PEFCs. Once the mechanical properties of the baseline membrane and CCM were characterized, the effect of each individual degradation mechanism was carefully investigated. Microstructural characterization techniques were also utilized in order to obtain supplementary evidences to the changes in mechanical properties. As a result, chemical degradation was revealed to be the dominant mechanism that controls the decay in mechanical properties of the PFSA membranes and can result in early stage mechanical failure in the presence of mechanical or hygrothermal stress. However, pure mechanical degradation was also recognized to be capable of creating membrane physical damage but at lower rates compared to chemical degradation mechanisms. Slight decay in mechanical properties of the 8,200 hours field operated CCMs was observed, indicating their relatively milder operating conditions when compared to the accelerated stress tests, and further suggesting that the membranes were still in rather good health after this amount of field operation. According to the outputs of this work, critical degradation routes on membrane mechanical stability were diagnosed and mitigation strategies were introduced in order to enhance the membrane mechanical durability and overall fuel cell lifetime.

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 distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesMéta-épidémiologie (sens strict)
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,525
Score d'incertitude au seuil1,000

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,000
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

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.

Tête enseignante Opus0,010
Tête enseignante GPT0,203
Écart entre enseignants0,193 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_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 découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.

Devis d'étudeExpérimental (laboratoire)
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations0
Publié2015
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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