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Publikationstyp: Beitrag in wissenschaftlicher Zeitschrift
Art der Begutachtung: Open peer review
Titel: Simulation of mass and heat transfer in an evaporatively cooled PEM fuel cell
Autor/-in: Herrendörfer, Robert
Cochet, Magali
Schumacher, Jürgen
et. al: No
DOI: 10.3390/en15082734
10.21256/zhaw-25029
Erschienen in: Energies
Band(Heft): 15
Heft: 8
Seite(n): 2734
Erscheinungsdatum: 8-Apr-2022
Verlag / Hrsg. Institution: MDPI
ISSN: 1996-1073
Sprache: Englisch
Schlagwörter: Proton exchange membrane fuel cell; Modeling; Gas diffusion layer; Wettability; Evaporation; Water management; Heat management
Fachgebiet (DDC): 621.04: Energietechnik
Zusammenfassung: Evaporative cooling is a promising concept to improve proton exchange membrane fuel cells. While the particular concept based on gas diffusion layers (GDLs) modified with hydrophilic lines (HPILs) has recently been demonstrated, there is a lack in the understanding of the mass and heat transport processes. We have developed a 3-D, non-isothermal, macro-homogeneous numerical model focusing on one interface between a HPIL and an anode gas flow channel (AGFC). In the base case model, water evaporates within a thin film adjacent to the interfaces of the HPIL with the AGFC and with the hydrophobic anode GDL. The largest part of the generated water vapor leaves the cell via the AGFC. The transport to the cathode side is shown to be partly limited by the ab-/desorption into/from the membrane. The cooling due to the latent heat has a strong effect on the local evaporation rate. An increase of the mass transfer coefficient for evaporation leads to a transport limited regime inside the MEA while the transport via the AGFC is limited by evaporation kinetics.
URI: https://digitalcollection.zhaw.ch/handle/11475/25029
Zugehörige Forschungsdaten: https://doi.org/10.5281/zenodo.6421776
Volltext Version: Publizierte Version
Lizenz (gemäss Verlagsvertrag): CC BY 4.0: Namensnennung 4.0 International
Departement: School of Engineering
Organisationseinheit: Institute of Computational Physics (ICP)
Publiziert im Rahmen des ZHAW-Projekts: SCCER-Mobility
Enthalten in den Sammlungen:Publikationen School of Engineering

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