Water distribution mapping in polymer electrolyte fuel cells using lock-in thermography
Water distribution mapping in polymer electrolyte fuel cells using lock-in thermography
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使用锁定热成像技术绘制聚合物电解质燃料电池中的水分布图
DOI：
10.1016/j.jpowsour.2019.227160
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发表时间：
2019
影响因子：
9.2
通讯作者：
Rasha L
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Rasha L
有效的水管理是聚合物电解质燃料电池（pefc）实现最佳性能的关键。因此，绘制水分布图是了解操作和设计新组件的有用工具。观测水分布最有效的方法之一是中子成像。然而，这在费用、可及性和在中子束流线上进行有代表性的operando实验的能力方面存在局限性。本文提出了一种简单、经济、基于实验室、无创的水可视化工具，可以评估手术条件的影响。该方法采用锁定热成像技术，即在燃料电池的一侧（这里使用印刷电路板布置）使用Peltier设备施加受控的正弦热脉冲，并使用热成像摄像机监测燃料电池另一侧的温度扰动。通过“锁定”施加热刺激的频率，可以通过监测热脉冲和测量温度之间的相移来观察细胞内的水积聚。这项工作通过绘制不同电流密度和干燥和加湿条件下的水分布来验证锁定热成像技术的使用。
Effective water management in polymer electrolyte fuel cells (PEFCs) is essential to achieving optimal performance. Mapping the water distribution is therefore a useful tool for understanding operation and designing new components. One of the most powerful ways of visualising water distribution is through neutron imaging. However, this has limitations in terms of expense, accessibility and the ability to conduct representative operando experiments in a neutron beam line. Here, a simple, cost-effective, lab-based, non-invasive water visualisation tool is presented that allows the effect of operating conditions to be assessed in operando. The approach applies lock-in thermography, whereby a controlled sinusoidal heat pulse on one side of a fuel cell (here using a printed circuit board arrangement), is applied using a Peltier device, and the temperature perturbation on the other side of the fuel cell is monitored using a thermal imaging camera. By ‘locking in’ to the frequency of the imposed heat stimulus, it is possible to observe water build-up within the cell by monitoring the phase shift between heat pulse and measured temperature. This work validates the use of the lock-in thermography technique by mapping the water distribution under different current densities and under dry and humidified conditions.
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DOI：
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发表时间：
2010
期刊：
影响因子：
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作者：
石黒博;野澤正和;平島大輔,花村克悟;R. Mulaveesala M. Takei
通讯作者：
R. Mulaveesala M. Takei
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发表时间：
2008
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作者：
C. Hartnig;I. Manke;N. Kardjilov;A. Hilger;M. Grünerbel;J. Kaczerowski;J. Banhart;W. Lehnert
通讯作者：
W. Lehnert
DOI：
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发表时间：
2001
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通讯作者：
W. Fahrner
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发表时间：
2012
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通讯作者：
O. Breitenstein
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发表时间：
2004
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作者：
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通讯作者：
M. Gradhand