长效实时显微镜监控在质子交换膜水电解仪内部
Chi-Yuan Lee1, Chia-Hung Chen2, Hsian-Chun Chuang1
1Department of Mechanical Engineering, Yuan Ze Fuel Cell Center, Yuan Ze University, Taoyuan 32003, Taiwan.
Sensors (Basel, Switzerland)
|July 8, 2023
概括
质子交换膜水电解器 (PEMWE) 由于内部应力而降解. 一个新的七合一微传感器监测了物理因素,在200小时的测试中证明了它们对PEMWE衰老的影响.
科学领域:
- 电化学工程 电化学工程
- 材料科学 是一种材料科学.
- 传感器技术 传感器技术
背景情况:
- 质子交换膜水电解器 (PEMWE) 面临着老化和故障问题.
- 高工作电压加速的生产,但也加速了PEMWE的降解.
- 温度和压力分布等不均的内部条件有助于PEMWE的老化.
研究的目的:
- 调查物理因素对PEMWE老化的影响.
- 为了验证用于监测PEMWE性能的新型集成微传感器的有效性.
- 为了确定物理参数和PEMWE降解之间的相关性.
主要方法:
- 开发和优化一个灵活的七合一微传感器 (电压,电流,温度,湿度,流量,压力,氧气).
- 将微传感器集成到PEMWE系统中,进行200小时加速老化测试.
- 采用了微传感器制造的升起工艺,避免了与湿蚀刻相关的风险.
主要成果:
- 加速衰老测试表明,物理因素显著影响PEMWE的性能和寿命.
- 不均的流量分布导致温度差异,电流密度下降,以及跑道板腐蚀.
- 由压力不均引起的机械和热应力被确定为局部衰老触发因素.
结论:
- 物理因素是PEMWE老化和故障机制的关键决定因素.
- 开发的七合一微传感器是对PEMWE运行条件的现场监测的可靠工具.
- 了解这些物理影响是提高PEMWE耐用性和效率的关键.
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