Utilization of 3D printed carbon gas diffusion layers in polymer electrolyte membrane fuel cells

材料科学 电解质 质子交换膜燃料电池 气体扩散 碳纤维 聚合物 多孔性 微观结构 热解 膜电极组件 化学工程 电极 复合材料 燃料电池 化学 生物化学 物理化学 复合数 工程类
作者
Daniel Niblett,Zunmin Guo,Stuart M. Holmes,Vahid Niasar,Robert Prosser
出处
期刊:International Journal of Hydrogen Energy [Elsevier]
卷期号:47 (55): 23393-23410 被引量:33
标识
DOI:10.1016/j.ijhydene.2022.05.134
摘要

3D printing and carbonisation is used to produce designed gas diffusion layer materials for polymer electrolyte membrane fuel cells (PEMFC). Using a desktop UV 3D printer, designed porous microstructures are printed with micro and macro-scale features. Successful improvement of the pyrolysis process maintains the structural accuracy during carbonisation, reducing the material to electrically conductive carbon. The size of the material allows for testing in a lab scale fuel cell with 1.5 × 1.5 cm electrode size, which shows lower but interesting electrochemical performance (power density of 205 mW cm−2). Challenges associated with integration of a 3D printed structure into a membrane electrode assembly are highlighted, including the low open circuit voltage caused by large amounts of membrane deformation and subsequent hydrogen crossover. This study shows that it is possible to design and manufacture a gas diffusion layer for fuel cells. Numerical simulation on the new GDL structure shows that advective-diffusive transport of oxygen in the 3D printed design is superior to conventional carbon paper. This study serves as the first attempt to implement 3D printed microstructures as GDL into PEMFC.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
贝卓飞完成签到,获得积分10
刚刚
hhcosy完成签到,获得积分10
刚刚
小吴同学完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
英勇的沛春完成签到 ,获得积分10
1秒前
CWJ完成签到,获得积分10
1秒前
SciGPT应助端端采纳,获得10
1秒前
jiezi1985发布了新的文献求助10
2秒前
刘师兄吧发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
2秒前
2秒前
太好笑关注了科研通微信公众号
2秒前
热孜宛古丽完成签到,获得积分20
3秒前
周大福完成签到 ,获得积分10
3秒前
搜集达人应助科研小乞丐采纳,获得10
4秒前
orixero应助Shaw采纳,获得10
5秒前
卿君发布了新的文献求助20
5秒前
6秒前
科研通AI6应助小丸子采纳,获得10
6秒前
田様应助蓝风铃采纳,获得30
6秒前
6秒前
胡三岁应助michael采纳,获得10
6秒前
wang完成签到,获得积分20
7秒前
li发布了新的文献求助10
7秒前
香蕉觅云应助wyf采纳,获得10
7秒前
Jasper应助jansorchen采纳,获得10
8秒前
Xiaosi完成签到,获得积分10
8秒前
啊这应助北国之海采纳,获得10
8秒前
马克发布了新的文献求助10
9秒前
Small-violet发布了新的文献求助10
10秒前
二十八完成签到 ,获得积分10
10秒前
浮晨完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
车秋寒发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
12秒前
太好笑发布了新的文献求助10
12秒前
坚定的依瑶完成签到 ,获得积分20
12秒前
13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
Fermented Coffee Market 2000
Methoden des Rechts 600
Constitutional and Administrative Law 500
PARLOC2001: The update of loss containment data for offshore pipelines 500
Critical Thinking: Tools for Taking Charge of Your Learning and Your Life 4th Edition 500
Vertebrate Palaeontology, 5th Edition 380
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5284055
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4437688
关于积分的说明 13814537
捐赠科研通 4318612
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2370475
邀请新用户注册赠送积分活动 1365895
关于科研通互助平台的介绍 1329363