Acoustic emission as a function of polarisation: Diagnosis of polymer electrolyte fuel cell hydration state
Acoustic emission as a function of polarisation: Diagnosis of polymer electrolyte fuel cell hydration state
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声发射作为极化的函数：聚合物电解质燃料电池水合状态的诊断
DOI：
10.1016/j.elecom.2019.106582
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发表时间：
2019
影响因子：
5.4
通讯作者：
Bethapudi V
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Bethapudi V
了解水管理是改进聚合物电解质燃料电池（pefc）发展的一个关键方面。分离pefc中由于脱水、水驱和反应物缺乏而导致的性能下降是一个主要挑战。在这项研究中，声发射（AE）分析是一种非侵入性和非破坏性的诊断工具，用于探测运行中的燃料电池内部的水形成和去除。在声发射极化函数（AEfP）方法中，PEFC的声发射活动是根据极化曲线上离散点的累积绝对声发射能量（CAEE）击中量来测量的。AEfP可以识别流动通道中液态水的存在，并将其形成和去除与细胞极化水平以及随之产生的内部温度联系起来。声学活动与水的产生、供应和去除之间的相关性分别通过改变电流（极化）、阴极空气进气相对湿度（RH）和电池温度来实现。利用声发射分析确定了初始膜水合作用、液态水形成、“冲洗”和从“湿通道”到“干通道”操作的转变等特征，从而为pefc提供了强大且易于实施的诊断。
Understanding water management is a crucial aspect in the development of improved polymer electrolyte fuel cells (PEFCs). Separating the performance degradation due to dehydration, water flooding and reactant starvation in PEFCs is a major challenge. In this study, acoustic emission (AE) analysis, a non-invasive and non-destructive diagnostic tool, is utilised to probe water formation and removal inside an operating fuel cell. In the acoustic emission as a function of polarisation (AEfP) method, AE activity from the PEFC is measured in terms of cumulative absolute AE energy (CAEE) hits during operation at discrete points on the polarisation curve. AEfP can identify the presence of liquid water in flow channels and correlate its formation and removal with the level of cell polarisation, and consequent internal temperature. Correlation between acoustic activity and water generation, supply and removal is achieved by varying current (polarisation), cathode air feed relative humidity (RH) and cell temperature, respectively. Features such as initial membrane hydration, liquid water formation, ‘flushing’ and the transition from ‘wet-channel’ to ‘dry-channel’ operation are identified using AE analysis, thereby providing a powerful and easy to implement diagnostic for PEFCs.
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Oluwamayowa A. Obeisun;Q. Meyer;James B. Robinson;C. Gibbs;A. Kucernak;P. Shearing;D. Brett
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