Impact of heat and water management on proton exchange membrane fuel cells degradation in automotive application

در هسته های سوخت پراکنده پروتون تبادل، درجه حرارت محلی یک نیروی محرکه برای بسیاری از مکانیزم های تخریب مانند تغییر شکل گرما و خزش غشا، انحلال پلاتین و خوردگی صفحات دوقطبی است. به منظور بررسی و اندازه گیری این اثرات در کاربرد خودرو، آزمون دوام در این کار انجام شده است. در طول آزمایش های پیری، عملکرد محلی و درجه حرارت با استفاده از اندازه گیری های درون یک تخته مدار چاپی مورد بررسی قرار می گیرد. در پایان زندگی، تجزیه و تحلیل پس از مرگ اجزای سالم انجام می شود. نتایج تجربی با دمای و رطوبت شبیه سازی شده در سلول به دست آمده از یک مدل چند فازی شبه سه بعدی به منظور همبستگی ضرایب مشاهده شده با شرایط محلی درون پشته مقایسه شده است. علت اصلی شکست در چرخه دوچرخه سواری خودرو، تشکیل پینوول / کرک در غشا است که با تغییرات زیاد محتوای آب در طول زمان بوجود می آید. همچنین مشاهده می شود که تراکم آب به طور چشمگیری باعث افزایش احتمال خوردگی ورق دوقطبی می شود، در حالی که پدیده های تبخیر باعث ایجاد رسوبات محلی در سلول می شوند.