亲爱的研友该休息了!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您度过漫漫科研夜!身体可是革命的本钱,早点休息,好梦!

Two-dimensional multi-physics modeling of porous transport layer in polymer electrolyte membrane electrolyzer for water splitting

电解质 饱和(图论) 电解 电流密度 材料科学 分解水 电解水 多孔性 聚合物电解质膜电解 化学工程 质子交换膜燃料电池 化学 分析化学(期刊) 电极 水运 复合材料 水流 环境工程 催化作用 环境科学 色谱法 物理 物理化学 工程类 生物化学 光催化 有机化学 数学 量子力学 组合数学
作者
Qin Chen,Yun Wang,Fan Yang,Hui Xu
出处
期刊:International Journal of Hydrogen Energy [Elsevier]
卷期号:45 (58): 32984-32994 被引量:64
标识
DOI:10.1016/j.ijhydene.2020.09.148
摘要

Polymer electrolyte membrane (PEM) electrolyzers have received increasing attention for renewable hydrogen production through water splitting. In present work, a two-dimensional (2-D) multi-physics model is established for PEM electrolyzer to describe the two-phase flow, electron/proton transfer, mass transport, and water electrolysis kinetics with focus on the porous transport layer (PTL) and the channel-land structure. After comparing four sets of experimental data, the model is employed to investigate PTL thickness impact on liquid water saturation and local current density. It is found that the PTL under the land may have much lower liquid saturation than that under the channel due to land blockage. The PTL thickness may significantly impact liquid water access to the catalyst layer (CL) under the land. Specifically, the 100 μm thick PTL shows less than 1% liquid saturation at the CL-PTL interface under 4–5 A/cm2, leading to water starvation and electrolyzer voltage increase. As the operating current density decreases under 2–3.5 A/cm2, the liquid saturation recovers and increases to about 10–20%. In thicker PTLs, the liquid saturation is higher under the land reaching 30–40% at the CL-PTL interface under 5 A/cm2 for 200 and 500 μm thick PTLs. For the 100 μm thick PTL, the local current density drops to below 0.5 A/cm2 under the land with 5 A/cm2 average current density. For the 200 and 500 μm thick PTLs, the local current is almost uniform in the in-plane direction. The numerical model is extremely valuable to investigate PTL properties and dimensions to optimize channel-land design and configuration for high performing electrolyzers.
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
leave完成签到 ,获得积分0
7秒前
ruruya发布了新的文献求助10
14秒前
晴天完成签到 ,获得积分10
15秒前
yang完成签到,获得积分20
16秒前
星芒发布了新的文献求助10
16秒前
xmf发布了新的文献求助10
20秒前
zhangshenrong完成签到 ,获得积分10
25秒前
犹豫幻丝完成签到,获得积分10
26秒前
热情笑旋完成签到 ,获得积分10
27秒前
FashionBoy应助卞珂采纳,获得10
27秒前
满意人英完成签到,获得积分10
28秒前
英姑应助xmf采纳,获得10
29秒前
StayGolDay完成签到,获得积分10
31秒前
科研通AI6应助科研通管家采纳,获得10
39秒前
领导范儿应助科研通管家采纳,获得10
39秒前
852应助科研通管家采纳,获得10
39秒前
bkagyin应助科研通管家采纳,获得10
39秒前
浮游应助科研通管家采纳,获得10
39秒前
无花果应助科研通管家采纳,获得10
39秒前
CodeCraft应助科研通管家采纳,获得10
39秒前
40秒前
动听衬衫发布了新的文献求助10
45秒前
45秒前
搜集达人应助Or1ll采纳,获得10
46秒前
螃蟹One完成签到 ,获得积分10
54秒前
福斯卡完成签到 ,获得积分10
56秒前
万能图书馆应助thinkpeach采纳,获得10
57秒前
无花果应助动听衬衫采纳,获得10
59秒前
章鱼完成签到,获得积分10
1分钟前
kouxinyao完成签到 ,获得积分10
1分钟前
baymin完成签到 ,获得积分10
1分钟前
严谨严谨严谨完成签到 ,获得积分10
1分钟前
Perry完成签到,获得积分10
1分钟前
moiumuio完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
1分钟前
1分钟前
caitlin发布了新的文献求助30
1分钟前
斯文败类应助kukudou2采纳,获得30
1分钟前
1分钟前
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
FUNDAMENTAL STUDY OF ADAPTIVE CONTROL SYSTEMS 500
微纳米加工技术及其应用 500
Nanoelectronics and Information Technology: Advanced Electronic Materials and Novel Devices 500
Performance optimization of advanced vapor compression systems working with low-GWP refrigerants using numerical and experimental methods 500
Constitutional and Administrative Law 500
PARLOC2001: The update of loss containment data for offshore pipelines 500
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 5291129
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4442282
关于积分的说明 13829633
捐赠科研通 4325237
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2374074
邀请新用户注册赠送积分活动 1369432
关于科研通互助平台的介绍 1333586