🔥 科研通第二届『应助活动周』正在进行中,3月24-30日求助秒级响应🚀,千元现金等你拿。当前排名🏆 📚 中科院2025期刊分区📊 已更新

Effects of various operating conditions and optimal ionomer-gradient distribution on temperature-driven water transport in cathode catalyst layer of PEMFC

材料科学 阴极 等温过程 整体 化学 热力学 机械 化学工程 催化作用 物理化学 工程类 生物化学 物理
作者
Yiming Xu,Guofeng Chang,Ruijia Fan,Tao Cai
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier]
卷期号:451: 138924-138924 被引量:64
标识
DOI:10.1016/j.cej.2022.138924
摘要

• Phase-change-induced flow is simulated by a 1D, two-phase, non-isothermal model. • Dimensionless parameter ( Ts ) is used to evalute the relation in CD flow and PCI flow. • Optimization is performed by combining the PSO algorithm and numerical model. • Optimal ionomer-gradient design boosts the current density and affects Ts . Temperature distribution affects water transport by phase-change-induced (PCI) flow in the cathode catalyst layer, where water generates and heat releases. To elucidate the role of PCI flow in water removal, a 1-D, non-isothermal, two-phase model coupled with an agglomerate submodel is established and a dimensionless parameter, Ts , evaluating the relation between the capillary-driven flow and PCI flow is also employed. The effects of operating temperature and inlet relative humidity (RH) on the Ts value are investigated in detail. The results show that raising the operating temperature (from 333.15 K to 363.15 K) contributes to increased Ts and extension of the PCI flow dominating area. Compared with other RH cases, Case-D has the highest Ts due to the adsorption/desorption process between equilibrium water content and dissolved water content as well as the changes of phase-change heat in the cathode catalyst layer. But the widest PCI flow dominating area emerges at Case-C. Lastly, the well-designed ionomer-gradient distribution is identified by the Particle Swarm Optimization algorithm, namely reduction along the through-plane direction in the cathode catalyst layer with three sub-layers, which in turn increases the local porosity. As a result, the overall mass transport capability is enhanced, as reflected by the decrease of Damkohler number and increase of effectiveness factor, thus promoting the output performance. Also, this optimization facilitates the PCI flow and expands the PCI flow dominating area. Overall, it is realizable to avoid water flooding by reasonably adjusting the operating conditions as well as optimizing the catalyst layer gradient structure.
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
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。
应助活动周(3月24-30日)排名
今日排名(3月24日)
1#372 shinysparrow
161
2110
2#363 nozero
143
2200
3#304 科研小民工
116
1880
4#146 SYLH
73
730
5#106 浦肯野
46
600
6#96 Leon
47
490
7#74 小透明
36
380
8#72 36456657
36
360
9#68 whisper
34
340
10#60 哎嘿
30
300
11#50 实验好难
25
250
12#42 zho
21
210
13#40 火星上的菲鹰
20
200
14#40 tuanheqi
5
350
15#36 Auston_zhong
18
180
16#34 昏睡的蟠桃
16
180
17#34 劲秉
15
190
18#33 xjcy
16
170
19#32 muxiangrong
14
180
20#30 juana
15
150
21#28 紫色水晶之恋
14
140
22#28 Leif
14
140
23#26 贰鸟
13
130
24#26 月夙
13
130
25#23 无敌最俊朗
10
130
26#22 喜悦成威
11
110
27#22 xunxunmimi
11
110
28#22 毛豆
11
110
29#20 NieNie
5
150
30#20 木头马尾
10
100
31#20 HEIKU
10
100
32#20 Yancy
10
100

总排名
1#372 shinysparrow
161
2110
2#363 nozero
143
2200
3#304 科研小民工
116
1880
4#146 SYLH
73
730
5#106 浦肯野
46
600
6#96 Leon
47
490
7#74 小透明
36
380
8#72 36456657
36
360
9#68 whisper
34
340
10#60 哎嘿
30
300
11#50 实验好难
25
250
12#42 zho
21
210
13#40 火星上的菲鹰
20
200
14#40 tuanheqi
5
350
15#36 Auston_zhong
18
180
16#34 昏睡的蟠桃
16
180
17#34 劲秉
15
190
18#33 xjcy
16
170
19#32 muxiangrong
14
180
20#30 juana
15
150
21#28 紫色水晶之恋
14
140
22#28 Leif
14
140
23#26 贰鸟
13
130
24#26 月夙
13
130
25#23 无敌最俊朗
10
130
26#22 喜悦成威
11
110
27#22 xunxunmimi
11
110
28#22 毛豆
11
110
29#20 NieNie
5
150
30#20 木头马尾
10
100
31#20 HEIKU
10
100
32#20 Yancy
10
100
33#19 持卿
8
110
34#18 shouyu29
9
90
35#18 杳鸢
9
90
36#18 suibianba
8
100
37#16 CyrusSo524
8
80
38#16 史小菜
8
80
39#16 sutharsons
1
150
40#16 Agernon
8
80
41#14 cdercder
6
80
42#14 吃不饱星球球长
7
70
43#14 幻翎
7
70
44#14 透明的世界
7
70
45#14 Giroro_roro
7
70
46#14 pluto
7
70
47#12 Mutsu
6
60
48#12 只A不B
4
80
49#12 斯文的寒风
6
60
50#12 瘦瘦远山
6
60

10分钟更新一次,完整排名情况
实时播报
紧张的靖巧完成签到,获得积分10
刚刚
Lucas应助清秀夏寒采纳,获得10
1秒前
奶油布丁发布了新的文献求助10
2秒前
故笺发布了新的文献求助10
2秒前
柚子皮发布了新的文献求助10
2秒前
11111z完成签到,获得积分20
3秒前
3秒前
顾矜应助xi采纳,获得10
3秒前
3秒前
4秒前
lili完成签到,获得积分20
4秒前
JIUR发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
彬彬爷888发布了新的文献求助10
5秒前
小菜李完成签到,获得积分10
5秒前
weihuiru完成签到,获得积分10
5秒前
机智的万声完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
6秒前
淡定的海瑶完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
6秒前
orixero应助wang采纳,获得10
7秒前
乐观城发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
7秒前
8秒前
杳鸢应助hudaodao采纳,获得10
8秒前
小崔读研发布了新的文献求助10
8秒前
Rory完成签到 ,获得积分10
8秒前
步履发布了新的文献求助50
8秒前
8秒前
8秒前
LING发布了新的文献求助10
8秒前
9秒前
郑雨霏发布了新的文献求助10
9秒前
song发布了新的文献求助10
9秒前
好想被风刮走完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
9秒前
高分求助中
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 2700
Les Mantodea de Guyane Insecta, Polyneoptera 2000
Conference Record, IAS Annual Meeting 1977 1250
Neuromuscular and Electrodiagnostic Medicine Board Review 1000
Structural Load Modelling and Combination for Performance and Safety Evaluation 1000
British Girl Chinese Wife (New World Press, 1985) 800
EEG in clinical practice 2nd edition 1994 800
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 材料科学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 计算机科学 纳米技术 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 细胞生物学 免疫学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3610515
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3180635
关于积分的说明 9596253
捐赠科研通 2886918
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1584139
邀请新用户注册赠送积分活动 744978
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 727317