Microscale structure optimization of catalyst layer for comprehensive performance enhancement in proton exchange membrane fuel cell

微尺度化学 质子交换膜燃料电池 催化作用 图层(电子) 化学工程 燃料电池 材料科学 质子 纳米技术 化学 工程类 有机化学 物理 生物化学 数学教育 数学 量子力学
作者
Yu Zhou,Mingyang Wu,Kai Meng,Yurong Liu,Peng Rao,Xiaowen Wu,Shuyi Huang,Ke Li,Chongwei Zheng,Daoxiong Wu,Peilin Deng,Jing Li,Xinlong Tian,Zhenye Kang
出处
期刊:Energy [Elsevier]
卷期号:301: 131738-131738 被引量:2
标识
DOI:10.1016/j.energy.2024.131738
摘要

The catalyst layer plays a significant role in promoting the redox reaction of proton exchange membrane fuel cells (PEMFC). Especially at high current densities, as the oxygen reduction rate increases and more water is produced, the pores of the catalyst layer are easily clogged, thus preventing the oxygen from reaching the reactive sites. In this work, a cathode catalyst layer with micro-grooved structure is proposed to optimize the water-gas transport and output performance of PEMFC. Three-dimensional two-phase numerical simulation results show that the catalyst layer with grooves significantly improves the water-gas transport performance of PEMFC, with a maximum increase of 4.76% in output performance. Combining the response surface methodology and non-dominated sorting genetic algorithm-II for multi-objective optimization (MOO), the optimal solution corresponding to anode/cathode relative humidity and ionomer volume fraction is confirmed to be 86.73%, 80.10%, and 0.2592, respectively. The optimization objectives (oxygen concentration, liquid saturation, and net power density) are improved by 3.88%, 1.95%, and 1.79%, respectively. The differences between the three optimization objectives obtained by numerical simulation verification are only 0.61%, 0.32%, and 0.55%, indicating that the MOO results are reliable and accurate.
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
沿途有你完成签到 ,获得积分10
13秒前
范玉平完成签到,获得积分10
14秒前
甜甜的问芙完成签到 ,获得积分10
16秒前
hua完成签到 ,获得积分10
23秒前
reset完成签到 ,获得积分10
26秒前
潇洒的书文完成签到,获得积分10
29秒前
畅快的谷秋完成签到 ,获得积分10
29秒前
Jonsnow完成签到 ,获得积分10
32秒前
43秒前
咯咯咯发布了新的文献求助10
47秒前
玩命的无春完成签到 ,获得积分10
49秒前
maclogos完成签到,获得积分10
54秒前
蓝桉完成签到 ,获得积分10
1分钟前
isedu完成签到,获得积分10
1分钟前
Tonald Yang发布了新的文献求助10
1分钟前
seacnli完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
2分钟前
HJBF666完成签到 ,获得积分10
2分钟前
Tonald Yang发布了新的文献求助10
2分钟前
2分钟前
powwwop完成签到,获得积分20
2分钟前
powwwop发布了新的文献求助10
2分钟前
打鬼忍者完成签到 ,获得积分10
2分钟前
anran完成签到 ,获得积分10
2分钟前
风落完成签到 ,获得积分10
2分钟前
wwe完成签到,获得积分10
3分钟前
IngridX完成签到 ,获得积分10
3分钟前
简单的笑蓝完成签到 ,获得积分10
3分钟前
loren313完成签到,获得积分0
3分钟前
平常从蓉完成签到,获得积分10
3分钟前
漂亮夏兰完成签到 ,获得积分10
3分钟前
netyouxiang完成签到,获得积分10
3分钟前
轻松元绿完成签到 ,获得积分10
3分钟前
俊逸的白梦完成签到 ,获得积分10
3分钟前
迷你的夜天完成签到 ,获得积分10
3分钟前
共享精神应助摆渡人采纳,获得10
3分钟前
犹豫芝麻应助DDS采纳,获得10
3分钟前
kbcbwb2002完成签到,获得积分10
3分钟前
zhangbh1990完成签到 ,获得积分10
3分钟前
高分求助中
Evolution 10000
ISSN 2159-8274 EISSN 2159-8290 1000
Becoming: An Introduction to Jung's Concept of Individuation 600
Ore genesis in the Zambian Copperbelt with particular reference to the northern sector of the Chambishi basin 500
A new species of Coccus (Homoptera: Coccoidea) from Malawi 500
A new species of Velataspis (Hemiptera Coccoidea Diaspididae) from tea in Assam 500
PraxisRatgeber: Mantiden: Faszinierende Lauerjäger 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 3162359
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2813350
关于积分的说明 7899783
捐赠科研通 2472848
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1316556
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 631375
版权声明 602142