Lattice Boltzmann simulation of liquid water transport in gas diffusion layers of proton exchange membrane fuel cells: Impact of gas diffusion layer and microporous layer degradation on effective transport properties

微型多孔材料 微观结构 质子交换膜燃料电池 电解质 气体扩散 格子Boltzmann方法 化学工程 化学 材料科学 扩散 毛细管作用 复合材料 燃料电池 热力学 电极 物理化学 工程类 物理 生物化学
作者
Patrick Sarkezi-Selsky,Henrike Schmies,Arnulf Latz,Thomas Jahnke
出处
期刊:Journal of Power Sources [Elsevier]
卷期号:556: 232415-232415 被引量:7
标识
DOI:10.1016/j.jpowsour.2022.232415
摘要

Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cells (PEMFCs) represent a promising technology for clean drivetrain solutions, in particular for heavy-duty applications. However, lifetime requirements demand high durability of each cell component. In this work, transport of liquid water through pristine and degraded gas diffusion layers (GDL) was simulated with a 3D Color-Gradient Lattice Boltzmann model. The GDL microstructure was reconstructed from high-resolution X-ray micro-computed tomography (μ-CT) of an impregnated Freudenberg H14. The effect of a microporous layer (MPL) was considered by reconstruction of an impregnated and MPL-coated H14. Aged microstructures were generated artificially, assuming loss of polytetrafluoroethylene (PTFE) within the GDL and increase of MPL macroporosity as main degradation mechanisms. Liquid water transport within aged microstructures was simulated by imposing a liquid phase flow rate until breakthrough was reached. Subsequently, the GDL microstructures were analyzed for their breakthrough characteristics by means of saturation and effective gas transport properties. When the MPL was pristine, no distinct GDL degradation effect was observable, this was attributed to the MPL dominating capillary transport. MPL aging, however, led to increased saturations and thus to a deterioration of the effective gas transport. With a partially degraded MPL, aging of the GDL then appeared to affect the breakthrough characteristics.
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
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
刚刚
哭泣安阳发布了新的文献求助10
刚刚
阿琛完成签到 ,获得积分10
刚刚
Joy完成签到,获得积分10
1秒前
Adel完成签到 ,获得积分10
2秒前
2秒前
Sylvia完成签到 ,获得积分10
3秒前
soory完成签到,获得积分10
4秒前
丸子完成签到 ,获得积分10
6秒前
李海平完成签到 ,获得积分10
6秒前
爱听歌时光完成签到,获得积分10
6秒前
追寻的莺完成签到 ,获得积分10
7秒前
YMY完成签到,获得积分10
7秒前
znn完成签到 ,获得积分10
9秒前
加载文献别卡了完成签到,获得积分10
10秒前
小玲仔完成签到,获得积分10
11秒前
QQLL完成签到,获得积分10
13秒前
尼仲星完成签到 ,获得积分10
15秒前
双青豆完成签到 ,获得积分10
17秒前
冠心没有病完成签到,获得积分10
17秒前
18秒前
背带裤打篮球完成签到,获得积分0
19秒前
J陆lululu完成签到 ,获得积分10
20秒前
蕉鲁诺蕉巴纳完成签到,获得积分0
22秒前
Ekko完成签到,获得积分10
23秒前
研友_n2Qv2L完成签到,获得积分10
24秒前
liuzhigang完成签到 ,获得积分10
25秒前
婉莹完成签到 ,获得积分0
25秒前
FashionBoy应助Bruce Lin采纳,获得30
26秒前
Roy1998完成签到 ,获得积分10
26秒前
积极从蕾应助netyouxiang采纳,获得10
27秒前
略略略完成签到 ,获得积分10
28秒前
28秒前
科研通AI2S应助白华苍松采纳,获得10
29秒前
唐明穆完成签到 ,获得积分10
30秒前
不可靠月亮完成签到,获得积分10
31秒前
坦率的棉花糖完成签到,获得积分10
33秒前
imica完成签到 ,获得积分10
34秒前
Bruce Lin完成签到,获得积分10
36秒前
无聊的从霜完成签到 ,获得积分10
37秒前
高分求助中
The late Devonian Standard Conodont Zonation 2000
Nickel superalloy market size, share, growth, trends, and forecast 2023-2030 2000
The Lali Section: An Excellent Reference Section for Upper - Devonian in South China 1500
Very-high-order BVD Schemes Using β-variable THINC Method 910
Mantiden: Faszinierende Lauerjäger Faszinierende Lauerjäger 800
PraxisRatgeber: Mantiden: Faszinierende Lauerjäger 800
Saponins and sapogenins. IX. Saponins and sapogenins of Luffa aegyptica mill seeds (black variety) 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3261705
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2902540
关于积分的说明 8319880
捐赠科研通 2572345
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1397564
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 653851
邀请新用户注册赠送积分活动 632305