Oxygen bubble transport in a porous transport layer of polymer electrolyte water electrolyzer

气泡 多孔性 电解质 氧气输送 电解 机械 化学 水运 体积分数 化学工程 材料科学 氧气 环境科学 环境工程 物理 水流 复合材料 电极 工程类 物理化学 有机化学
作者
Dong Hyup Jeon,Sangwon Kim,MinJoong Kim,Changsoo Lee,Hyun‐Seok Cho
出处
期刊:Journal of Power Sources [Elsevier BV]
卷期号:553: 232322-232322 被引量:26
标识
DOI:10.1016/j.jpowsour.2022.232322
摘要

Considerable efforts have been taken to develop an effective porous transport layer (PTL) that can mitigate the mass transport resistance of proton exchange water electrolysis (PEWE). Several experiments have been conducted to understand the underlying mechanisms in the PTL that are responsible for bubble removal and performance improvement. Here, we investigate the dynamic behavior of oxygen bubble in a PTL using a free surface model in a lattice Boltzmann framework. Various PTL properties are examined to gain a fundamental understanding of the bubble transport phenomena and perform effective bubble removal from the PTL at a high current density operation. We report on the bubble volume fraction and bubble distribution inside the PTL to elucidate the impact of the PTL properties on the bubble transport behavior. Oxygen bubble transport characteristics that determine the bubble removal time have been extensively studied. The findings will enable more reliable bubble management and the development of related high-power PEWE technologies.
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