Integrated‐Channel Porous Transport Layers Reduce Ohmic and Mass Transport Losses in Polymer Electrolyte Membrane Electrolyzers

材料科学 电解质 大规模运输 欧姆接触 多孔性 聚合物 水运 频道(广播) 化学工程 传质 聚合物电解质 纳米技术 复合材料 色谱法 图层(电子) 电极 工程物理 环境工程 电气工程 水流 化学 物理化学 离子电导率 生物化学 工程类
作者
Alexandre Tugirumubano,Tess Seip,Lijun Zhu,Chaeyoung Tina Ham,Aida Farsi,Aimy Bazylak
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
被引量:1
标识
DOI:10.1002/adfm.202410262
摘要

Abstract To mitigate the impacts of anthropogenic climate change, clean energy storage solutions such as hydrogen produced via polymer electrolyte membrane water electrolysis (PEMWE) are critically required. However, the porous transport layer (PTL) in current PEMWE systems lacks optimization of through‐plane and in‐plane transport properties. In this work, a PTL design with integrated channels (IC‐PTL) to improve the PTL/flow channel interface and provide additional pathways for in‐plane flow is proposed. As current density increases, the IC‐PTL reduces mass transport overpotentials by up to 71.4% compared to the baseline PTL (B‐PTL) assembly due to shorter mass transport pathways. Moreover, the IC‐PTL lowers ohmic overpotentials at high current densities by up to 42.8% due to improved interfacial contact and enhanced membrane hydration. Membrane hydration is further quantified via X‐ray synchrotron radiography analysis of changes in membrane thickness and X‐ray transmission through the membrane, revealing that the IC‐PTL assembly displays a consistently thicker membrane and recovers from thinning faster than the B‐PTL assembly. Furthermore, membrane hydration is impacted more at the catalyst layer interfaces than in the center of the membrane. As such, the addition of in‐plane transport pathways to next‐generation PTL designs to improve membrane hydration and mass transport is recommended.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
kk7555完成签到,获得积分10
刚刚
1秒前
赶路的Phd发布了新的文献求助10
1秒前
Jasper应助sowoozoo采纳,获得50
1秒前
Syang完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
2秒前
司空问安发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
小二郎应助超帅的怡采纳,获得10
2秒前
稳重的汉堡完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
whg发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
6秒前
小马甲应助务实的雍采纳,获得10
7秒前
paofu发布了新的文献求助10
8秒前
超帅天磊完成签到,获得积分20
8秒前
司空问安完成签到,获得积分10
8秒前
孤独完成签到,获得积分10
9秒前
何曼慈发布了新的文献求助10
10秒前
龙飞凤舞完成签到,获得积分0
10秒前
10秒前
11秒前
Future发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
12秒前
夏酥完成签到,获得积分10
12秒前
13秒前
13秒前
超帅天磊发布了新的文献求助10
13秒前
14秒前
研友_VZG7GZ应助搜大有采纳,获得10
14秒前
14秒前
专注的乐松完成签到,获得积分10
14秒前
斯文奇迹完成签到,获得积分10
15秒前
安可瓶子发布了新的文献求助10
15秒前
lyz发布了新的文献求助30
15秒前
旁bu白发布了新的文献求助10
16秒前
哈哈发布了新的文献求助10
16秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
PowerCascade: A Synthetic Dataset for Cascading Failure Analysis in Power Systems 2000
Picture this! Including first nations fiction picture books in school library collections 1500
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Unlocking Chemical Thinking: Reimagining Chemistry Teaching and Learning 555
CLSI M100 Performance Standards for Antimicrobial Susceptibility Testing 36th edition 400
How to Design and Conduct an Experiment and Write a Lab Report: Your Complete Guide to the Scientific Method (Step-by-Step Study Skills) 333
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6363661
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8177670
关于积分的说明 17234347
捐赠科研通 5418823
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2867276
邀请新用户注册赠送积分活动 1844435
关于科研通互助平台的介绍 1691850